Éclusées – Mesures d’assainissement

2017 | L’environnement pratique Protection des eaux

Éclusées – Mesures d’assainissement Un module de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux

2017 | L’environnement pratique Protection des eaux

Éclusées – Mesures d’assainissement Un module de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux

Publié par l’Office fédéral de l’environnement OFEV Berne, 2017

Impressum Valeur juridique Éditeur  : Office fédéral de l’environnement (OFEV) La présente publication est une aide à l’exécution élaborée par L’OFEV est un office du Département fédéral de l’environnement, l’OFEV en tant qu’autorité de surveillance. Destinée en premier des transports, de l’énergie et de la communication (DETEC). lieu aux autorités d’exécution, elle concrétise des notions juridiques indéterminées provenant de lois et d’ordonnances et Auteurs (par ordre alphabétique) : Büsser Peter, Fischereibiologische favorise ainsi une application uniforme de la législation. Si les Untersuchungen, Berne ; Chaix Olivier, Integralia, Berne/Genève ; autorités d’exécution en tiennent compte, elles peuvent partir du Essyad Khalid, BG Ingenieure & Berater, Berne ; Meile Tobias, principe que leurs décisions seront conformes au droit fédéral. Basler & Hofmann West, Berne ; Oppliger Silvia, Hunziker Betatech, D’autres solutions sont aussi licites dans la mesure où elles sont Berne ; Tonolla Diego, division Eaux, OFEV, Ittigen et eQcharta, conformes au droit en vigueur. Les aides à l’exécution de Wädenswil ; Zurwerra Andreas, Pronat Umweltingenieure, Brigue l’OFEV (appelées aussi directives, instructions, recommandations, manuels, aides pratiques) paraissent dans la collection Groupe d’accompagnement (GA), équipe de projet (EP), experts « L’environnement pratique ». externes (EE) (par ordre alphabétique) : Auer Stefan, BOKU Vienne (EE) ; Beck-Torres Natalie, OFEN (GA) ; Caduff Ursin, représentant ASAE, AXPO (GA) ; Estoppey Rémy, OFEV (GA + EP) ; Hauer Christoph, BOKU Bienne (EE) ; Hohl Bernhard, OFEN (EP) ; Huber-Gysi Martin, OFEV (GA) ; Kummer Manfred, OFEV (GA + EP) ; Lussi Stephan, OFEV (GA) ; Monney Judith, Canton de Berne (GA) ; Nigg Urs, OFEV (GA) ; Peduzzi Sandro, Canton du Tessin (GA) ; Perraudin Romaine, Canton du Valais (GA) ; Peter Armin, EAWAG (GA) ; Pfaundler Martin, OFEV (GA) ; Schmid David, Canton des Grisons (GA) ; Schmutz Stefan, BOKU Vienne (EE) ; Schweizer Steffen, Vertreter ASAE, KWO (GA + EP) ; Stern Lucien, Canton des Grisons (GA) ; Tonolla Diego, OFEV et eQcharta (GA + EP) ; Vetterli Luca, représentant des associations de protection de l’environnement, Pro Natura (GA) ; Vollenweider Stefan, Agenda 21 pour l’eau (GA) ; Weber Simona, OFEV (GA+EP) ; Weitbrecht Volker, VAW (GA) ; Zeiringer Bernhard,

BOKU Vienne (EE) ; Zuber Frédéric, Canton du Valais (GA)

Référence bibliographique : Tonolla D. ; Chaix O. ; Meile T. ; Zurwerra A. ; Büsser P. ; Oppliger S. ; Essyad K. 2017. Éclusées – Mesures d’assainissement. Un module de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique n° 1701 : 134 p.

Traduction : Milena Hrdina, Bienne ; Virginie Linder, Ins

Mise en page : Cavelti AG, medien. digital und gedruckt, Gossau

Photo de couverture : Dr Markus Zeh

Téléchargement au format PDF : www.bafu.admin.ch/uv-1701-f (Il n'est pas possible de commander une version imprimée.)

Cette publication est également disponible en allemand et en italien.

© OFEV 2017

1 Introduction 48

3 Définition des objectifs 21 2 Délimitation de secteurs dans un tronçon à éclusées 48

3.1 Aperçu 21 3 Détermination des tronçons à étudier et des relevés 49

3.2 Analyse des déficits 22 4 Présentation des informations issues du relevé des 51

3.2.1 Indicateurs 22 données de base

3.2.2 Détermination de l’atteinte grave 24 5 Bibliographie 51

3.3 Analyse des causes 25

3.4 Formulation des objectifs 26 Annexe C – Indicateurs utilisés pour l’analyse des déficits, 52

3.5 Présélection des mesures 28 les prévisions et l’évaluation des effets

d’assainissement

3.6 Concertation entre le détenteur de la centrale et les 31 D2 Paramètres hydrologiques 54

autorités cantonales P2* Échouage de poissons 66

4 Étude de variantes et choix des mesures 32

d’assainissement P3* Frayères 71

4.1 Aperçu 32

4.2 Étude de variantes 32 P6 Habitabilité pour les poissons 75

4.3 Choix des mesures d’assainissement 35

4.3.1 Proportionnalité des coûts 35 B5 Habitabilité pour le macrozoobenthos 77

4.3.2 Gravité des atteintes et potentiel écologique 37

4.3.3 Protection contre les crues et objectifs de politique 37 Q1* Température de l’eau 82

énergétique

4.3.4 Choix de la mesure la plus appropriée 38 F4* Présence de juvéniles 86

(meilleure variante) et vérification par les autorités

B1* Biomasse et diversité du macrozoobenthos 88 Annexes G – Exigences relatives aux documents à établir 126 à chaque étape B3 Zonation longitudinale du macrozoobenthos 91 Partie I Exigences générales relatives aux documents 126 à remettre B4 Familles EPT du macrozoobenthos 91 Partie II Définition des objectifs (chap. 3) 126 Partie III Étude de variantes et choix des mesures 128 F1 Dérive 92 d’assainissement (chap. 4) Partie IV Suivi des résultats (chap. 5) 129 P1* Module Poissons du SMG 95 Annexe H – Glossaire et abréviations 130 B2* Module macrozoobenthos du SMG 96

H1* Colmatage interne 99

H2 Colmatage externe 102

Annexe D – Évaluation des tronçons de cours d’eau et 104 formulation des objectifs

1 Fiche de suivi 104

2 Tableau récapitulatif (en trois parties) 106

2.1 Partie I : Analyse des déficits et détermination des 106

indicateurs à évaluer (cf. 3.2)

2.2 Partie II : Nouvelle évaluation et analyse des 108

causes (cf. pts 3.2 et 3.3)

2.3 Partie III : Formulation des objectifs et des 110

conditions hydrologiques requises (cf. pt 3.4)

Annexe E – Mesures envisageables, pilotage des mesures 112 et détermination des hydrogrammes

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 7

Abstracts The current module of the implementation guide on «re- Das vorliegende Modul der Vollzugshilfe «Renaturievitalization of water courses» outlines a procedure for rung der Gewässer» zeigt ein zweckmässiges Vorgehen meeting the requirements of water protection legislation auf, wie die Anforderungen der Gewässerschutzgesetzin relation to hydropeaking. It describes the individual gebung an Sanierungsmassnahmen im Bereich Schwallplanning steps after the cantonal strategic planning Sunk erfüllt werden können. Es beschreibt die einzelnen with focus on evaluation of alternatives and the choice Planungsschritte nach Vorliegen der kantonalen strateof the best remediation measure. It describes not only gischen Planung. Insbesondere behandelt es die Phase methods and indicators to be used to evaluate hydro- des Variantenstudiums und der Auswahl der Bestvaripeaking impacts, but it also clarifies how to determine ante. Einerseits werden Methoden und Indikatoren zur the extent of remediation measures and to proof their Beurteilung der Gewässerabschnitte, die durch Schwalleffectiveness. Sunk beeinträchtigt sind, dargelegt. Andererseits wird Keywords : Hydropeaking, Water protection legislation, erklärt, wie das Ausmass der notwendigen Sanierungsremediation measure, Hydropower, Watercourses massnahme bestimmt und deren Wirkung kontrolliert werden kann. Le présent module de l’aide à l’exécution « Renaturation Stichwörter : Schwall-Sunk, Gewässerschutzgesetz, Sades eaux » propose une méthode efficace pour répondre nierungsmassnahmen, Wasserkraftnutzung, Fliessgeaux exigences de la législation sur la protection des eaux wässer dans le domaine des éclusées. Décrivant les diverses étapes post-planification stratégique, il traite avant tout Il presente modulo dell’aiuto all’esecuzione «Rinaturaziode la phase d’étude de variantes et du choix de la meil- ne delle acque» illustra un procedimento adeguato che leure mesure d’assainissement. Il détaille non seulement consente di soddisfare i requisiti posti dalla legislazione les méthodes d’analyse et les indicateurs permettant sulla protezione delle acque nell’ambito dei deflussi did’évaluer les tronçons de cours d’eau qui subissent des scontinui. Descrivendo le diverse fasi post-pianificazione atteintes dues aux éclusées, mais explique également strategica, tratta innanzitutto della fase di studio delle

comment déterminer l’étendue des mesures requises et varianti e di scelta della miglior misura di risanamento. Il vérifier leur l’efficacité. modulo non solo illustra i metodi di analisi e gli indicatori Mots-clés : éclusées, loi sur la protection des eaux, me- per la valutazione dei tratti di corsi d’acqua pregiudicasure d’assainissement, exploitation de la force hydrau- ti da deflussi discontinui, ma anche come determinare lique, cours d’eau l’entità delle misure di risanamento necessarie e a verificarne l’efficacia. Parole chiave: deflussi discontinui, legge sulla protezione delle acque, misura di risanamento, sfruttamento idrico, corsi d’acqua

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 9

Avant-propos

La législation fédérale sur la protection des eaux vise Le présent module de l’aide à l’exécution est consacré à avant tout à garantir une protection intégrale des eaux et l’élaboration et à l’évaluation de mesures dans le dode leurs multiples fonctions, ainsi que leur exploitation maine des éclusées. Il explique les principaux critères et durable par l’homme. La récente modification de la loi conditions qui doivent présider au choix des mesures, sur la protection des eaux poursuit ce même objectif : comment évaluer ces dernières et à quelles exigences trouver des solutions pour protéger les eaux tout en res- doivent répondre les résultats de l’évaluation. Il définit pectant à la fois les impératifs de la protection et les be- également la méthodologie à appliquer lors du suivi des soins d’utilisation. Le Parlement a adopté les modifica- résultats à assurer après la réalisation des mesures. tions proposées en décembre 2009, sous forme de contre-projet, à l’initiative populaire « Eaux vivantes », L’OFEV tient à remercier toutes les personnes qui ont après quoi l’initiative a été retirée. contribué à la préparation de cette publication, en particulier les membres de l’équipe de projet et du groupe Les révisions consacrées à la renaturation de la loi et de d’accompagnement, ainsi que les experts externes de l’ordonnance sur la protection des eaux sont entrées en l’Université des ressources naturelles et des sciences de vigueur respectivement le 1er janvier et le 1er juin 2011, et la vie appliquées (BOKU, Vienne), qui ont particulièrement représentent un nouveau grand pas en avant vers la pro- veillé à trouver des solutions pratiques. tection des eaux en Suisse. Elles ont en effet pour but de revaloriser les écosystèmes que forment les cours d’eau Franziska Schwarz et les étendues d’eau, afin de les rendre plus proches de Sous-directrice l’état naturel, et de contribuer ainsi à la conservation de Office fédéral de l’environnement (OFEV) la biodiversité. En bref, il s’agit de redonner plus d’espace aux eaux sévèrement endiguées et d’atténuer les Stephan Müller effets néfastes de l’exploitation de la force hydraulique. Chef de la division Eaux Office fédéral de l’environnement (OFEV) L’aide à l’exécution Renaturation des eaux doit assister les cantons dans l’application des nouvelles dispositions

légales et garantir une exécution du droit fédéral uniformisée et coordonnée à l’échelle de la Suisse. Subdivisée en modules, elle couvre les divers aspects de la renaturation des eaux dans les domaines suivants : revitalisation des cours d’eau et des étendues d’eau, zones alluviales, rétablissement de la migration des poissons et du régime de charriage, assainissement des éclusées et coordination des activités de gestion des eaux. L’application du droit environnemental incombant aux cantons, des représentants cantonaux ont siégé au sein des groupes de travail qui ont suivi de près l’élaboration de cette aide à l’exécution.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 10

Introduction Nouvelles dispositions fédérales sur la protection la gestion des eaux. Elle comporte divers modules, qui des eaux sont consacrés à la planification stratégique, à la mise Le 11 décembre 2009, les Chambres fédérales ont adop- en œuvre des mesures, au financement, aux modèles de té un projet modifiant la loi fédérale du 24 janvier 1991 données, aux exigences relatives aux données en vertu sur la protection des eaux (LEaux, RS 814.20), la loi fédé- de la loi fédérale du 5 octobre 2007 sur la géoinformation rale du 21 juin 1991 sur l’aménagement des cours d’eau (LGéo, RS 510.62), ainsi qu’un module dépassant le cadre (LACE, RS 721.100), la loi du 26 juin 1998 sur l’énergie thématique de la renaturation, consacré à la coordination (LEne, RS 730.0) et la loi fédérale du 4 octobre 1991 sur des projets relatifs à la gestion des eaux (fig. 1). le droit foncier rural (LDFR, RS 211.412.11). Éclusées – Mesures d’assainissement Entrées en vigueur le 1er janvier 2011, ces modifications Le présent module « Éclusées – Mesures d’assainissedécidées par le Parlement portent sur la renaturation des ment » encourage les cantons à appliquer une démarche eaux. Elles définissent deux grandes orientations : pratique et uniformisée pour évaluer et apprécier les mesures envisagées par les détenteurs de centrales hy-

• Encourager les revitalisations (rétablissement, par droélectriques dans le domaine des éclusées. Il présente des travaux de construction, des fonctions naturelles par ailleurs les éléments auxquels les détenteurs de cend’eaux superficielles endiguées, corrigées, couvertes trales doivent veiller lorsqu’ils élaborent et évaluent des ou mises sous terre) et garantir le respect de l’espace mesures et lorsqu’ils remettent les documents requis aux réservé aux eaux et son exploitation extensive. autorités. La méthode proposée pour déterminer les me-

• Réduire les effets négatifs de l’utilisation de la force sures à réaliser et vérifier leur efficacité peut également hydraulique, en réduisant les effets des éclusées en s’appliquer aux nouvelles installations hydrauliques. aval des centrales hydroélectriques, en réactivant le régime de charriage et en procédant aux assainissements au sens de l’art. 10 de la loi fédérale du 21 juin 1991 sur la pêche (LFSP, RS 923.0), tel le rétablissement de la migration des poissons.

Les modifications du 11 décembre 2009 de la loi sur la protection des eaux ont notamment nécessité l’adaptation de l’ordonnance du 28 octobre 1998 sur la protection des eaux (OEaux, RS 814 201). L’OEaux révisée est entrée en vigueur le 1er juin 2011.

Aide à l’exécution Renaturation des eaux La présente publication est un module de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux, destinée à aider les cantons à mettre en œuvre les dispositions légales nouvellement entrées en vigueur. L’aide à l’exécution aborde tous les aspects importants de la renaturation des eaux, dont notamment la revitalisation des cours d’eau, la revitalisation des étendues d’eau, la restauration des zones alluviales, le rétablissement de la libre migration des poissons, l’assainissement des éclusées, la restauration du régime de charriage et la coordination des projets relevant de

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 11

Fig. 1 Structure de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Le présent module est entouré en rouge. Les modules existants peuvent être consultés sur le site de l’OFEV : www.bafu.admin.ch/execution-renaturation

Revitalisation Revitalisation Régime de Zones alluviales Migration piscicole Éclusées cours d’eau étendues d’eau charriage

Planification stratégique

Mise en œuvre des mesures

Financement

Modèles de données et données

Coordination des activités de gestion des eaux

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 12

1 Point de départ

1.1 But, destinataires et structure du module des objectifs. Il fournit des précisions sur la concertation entre les détenteurs de centrales et les autorités But du module cantonales. Les détenteurs de centrales hydroélectriques sont tenus • Le chapitre 4 présente l’étude de variantes, ainsi que de prendre des mesures d’aménagement appropriées l’évaluation et le choix des mesures et explique la coorpour éliminer ou empêcher les atteintes graves dues à dination avec d’autres mesures d’assainissement, non des variations subites et artificielles du débit d’un cours destinées à atténuer les éclusées. d’eau (éclusées). • Le chapitre 5 explique comment se déroule le suivi des résultats, qui comprend le suivi de la mise en œuvre et Le présent module propose une méthode pratique per- l’évaluation des effets. mettant d’élaborer et d’évaluer les mesures visées, de • Le chapitre 6 énumère les publications spécialisées même que d’expliquer les exigences relatives aux docu- mentionnées dans les chapitres 2 à 5. ments à remettre aux autorités. Il vise ainsi à assurer un • L’annexe A recense les différentes bases légales aprespect aussi uniforme que possible des exigences lé- plicables. gales en matière d’éclusées et à garantir le même traite- • L’annexe B contient des informations sur la détermiment à tous les détenteurs de centrales hydroélectriques, nation des tronçons de cours d’eau à étudier et sur les afin que le choix des mesures les plus appropriées ré- données de base morphologiques et hydrologiques à ponde à des critères objectifs, clairs et scientifiquement réunir. fondés. La méthode proposée pour déterminer les me- • L’annexe C présente les divers indicateurs utilisés pour sures et procéder au suivi des résultats peut également évaluer l’état actuel, l’état prévisible et les effets de la servir à évaluer de nouvelles installations. mesure appliquée. • L’annexe D comprend un tableau pratique pour évaluer Destinataires les tronçons de cours d’eau et définir les objectifs. Ce module est destiné en premier lieu aux services can- • L’annexe E donne des indications sur différentes metonaux spécialisés en charge des centrales hydrauliques, sures envisageables pour atténuer les éclusées, sur le

qui doivent évaluer et sélectionner les mesures sur la base pilotage des mesures et sur la détermination d’hydrode critères uniformes. Il s’adresse également aux déten- grammes représentatifs. teurs de centrales hydrauliques ainsi qu’aux bureaux de • L’annexe F fournit des informations sur la modélisation l’environnement et d’ingénieurs mandatés pour élaborer des habitats. les mesures et leurs variantes (le degré de précision de- • L’annexe G explique et énumère, dans un aide-mévant respecter la norme SIA 112/2014, Modèle « Étude moire, les exigences relatives aux divers documents à et conduite de projet », phase 2 « Études préliminaires »). remettre.

• L’annexe H comprend un glossaire et les abréviations. Structure du module Mise à jour du module

• Le chapitre 2 donne un aperçu du contenu du module L’OFEV prévoit de mettre le présent module à jour en fonc- et de son application. Il comprend également des expli- tion des besoins jusqu’en 2030, afin de l’adapter à l’état cations concernant la coordination des mesures desti- des connaissances et à l’expérience pratique. Cette mise nées à atténuer les éclusées en présence de plusieurs à jour régulière induira un processus d’apprentissage. centrales dans un bassin versant.

• Le chapitre 3 décrit la marche à suivre lors de l’analyse des déficits et des causes ainsi que de la définition

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 13

1.2 Bases légales teurs de centrales. Dans les bassins versants s’étendant

sur plusieurs cantons, la coordination des mesures doit Atteintes graves dues aux éclusées être assurée non seulement au niveau du canton, mais La loi fédérale du 24 janvier 1991 sur la protection des aussi, conformément à l’art. 46, al. 1, OEaux, sur le plan eaux (LEaux, RS 814.20) contraint les détenteurs de intercantonal. centrales hydroélectriques à prendre des mesures de construction pour empêcher ou éliminer les atteintes Les détenteurs d’installations contraints de procéder à un graves que des variations subites et artificielles du débit assainissement sont tenus d’étudier diverses variantes d’un cours d’eau (éclusées) portent à la faune et à la flore de mesures (art. 41g, al. 1, OEaux). Dans le bassin du indigènes et à leurs biotopes. À la demande du détenteur, cours d’eau concerné, les mesures d’assainissement il est possible de recourir à des mesures d’exploitation. doivent être coordonnées entre elles, de même qu’avec Selon l’art. 41e de l’ordonnance sur la protection des eaux d’autres mesures de protection des eaux (art. 39a, al. 3, (OEaux, RS 814.201), les éclusées portent gravement at- LEaux en relation avec l’art. 46, al. 1, OEaux). Le canteinte à la faune et à la flore indigènes et à leurs biotopes, ton détermine ensuite pour chaque installation la mesure lorsque le débit d’éclusée d’un cours d’eau est au moins la plus avantageuse parmi celles préparées par les dé- 1,5 fois supérieur à son débit plancher et que la taille, la tenteurs (la meilleure variante) et charge les détenteurs composition et la diversité des biocénoses végétales et d’élaborer le projet de construction correspondant. Avant animales typiques de la station sont altérées. Il n’y pas de rendre sa décision concernant le projet d’assainissed’atteinte grave lorsqu’une seule de ces conditions est ment, le canton consulte l’OFEV (art. 41g, al. 2, OEaux). remplie. Les mesures d’assainissement sont définies en En prévision de la demande d’indemnisation pour la réfonction de la gravité des atteintes, du potentiel écolo- alisation de mesures d’assainissement, selon l’art. 17d, gique du cours d’eau, de la proportionnalité des coûts, al. 1, de l’ordonnance du 7 décembre 1998 sur l’énerdes intérêts de la protection contre les crues et des ob- gie (OEne, RS 730.01), l’OFEV vérifie également si les

jectifs de politique énergétique en matière de promotion exigences prévues à l’appendice 1.7, ch. 2, OEne sont des énergies renouvelables (art. 39a, al. 2, LEaux). remplies. Pour des explications détaillées concernant le calcul des coûts imputables, nous renvoyons au module L’obligation d’éviter ou d’éliminer les atteintes graves « Assainissement écologique des centrales hydrauliques dues aux éclusées s’applique aussi bien aux centrales hy- existantes – Financement des mesures requises » (OFEV droélectriques existantes qu’aux nouvelles installations. 2016) (appelé ci-après module « Financement ») ainsi qu’à l’ordonnance du DETEC du 11 mars 2016 concernant Assainissement d’installations existantes le calcul des coûts imputables des mesures d’exploitation Dans le cas d’installations existantes ou d’une nouvelle visant à assainir des centrales hydroélectriques (Ocach, concession sans agrandissement, l’obligation de prendre RS 730.014.1). des mesures afin d’éliminer les atteintes constatées dues aux éclusées se fonde sur l’art. 83a LEaux, qui ordonne Projets d’agrandissement et nouvelles installations que les installations existantes provoquant des éclu- Lors du renouvellement d’une concession avec agransées soient assainies conformément aux exigences de dissement (tel l’accroissement du volume turbiné dans l’art. 39a LEaux dans un délai de 20 ans. Ce délai échoit une centrale à accumulation) ou d’une nouvelle concesle 31 décembre 2030. sion (nouvelle installation), le projet doit, conformément à l’art. 39a LEaux, prévenir les futures atteintes dues Selon l’art. 83b, al. 1, LEaux, les cantons sont tenus de aux éclusées provoquées par l’exploitation de la centrale planifier les mesures requises pour éliminer les atteintes agrandie ou la nouvelle installation. Dans le cas d’un dues aux éclusées provoquées par des installations exis- projet d’agrandissement, l’indemnisation ne portera par tantes et de fixer les délais de leur mise en œuvre. Sur la conséquent que sur la partie des mesures qui servent à base de sa planification stratégique, le canton propose éliminer les atteintes préexistantes (art. 15abis de la loi du des mesures d’assainissement envisageables aux déten- 26 juin 1998 sur l’énergie [LEne, RS 730.0]).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 14

Suivi des résultats : suivi de la mise en œuvre et tenteur de la centrale (concessionnaire) ne commence à évaluation des effets étudier et à évaluer les mesures d’assainissement. La fi- Dans le cadre de l’assainissement d’installations exis- gure 2 donne une vue d’ensemble des différentes étapes tantes, les détenteurs de centrales doivent, sur ordre de de la procédure en présentant le rôle et les tâches des l’autorité, vérifier l’efficacité des mesures prises pour at- différents acteurs. Cette illustration révèle aussi qu’une ténuer les éclusées (art. 41g, al. 3, OEaux). Ce contrôle collaboration étroite de tous les acteurs est indispenfait partie intégrante de la planification des mesures et sable pour parvenir à des résultats concluants. doit être pris en compte dans l’élaboration du projet, en particulier dans l’estimation des coûts. Les cantons sont Ce module décrit globalement le déroulement des diffétenus de présenter tous les quatre ans à la Confédération rentes phases de l’assainissement des éclusées (fig. 2), (la première échéance est fixée à fin 2018) un rapport sur sans entrer dans les détails des procédures cantonales. les mesures appliquées (suivi de la mise en œuvre) et sur L’octroi de concessions, par exemple, relève normalement leurs effets (évaluation des effets ; art. 83b, al. 3, LEaux). de la compétence des autorités cantonales, mais dans certains cas des autorités communales. La figure 2 illus- Un suivi des résultats s’impose également dans le cas trant le déroulement des travaux dans le cas le plus fréde nouvelles installations. Aux termes de l’art. 46, al. 1, quent, il convient donc de l’adapter aux cas particuliers. de la loi fédérale du 7 octobre sur la protection de l’environnement (LPE, RS 814.01), les détenteurs de centrales sont tenus de procéder aux enquêtes requises pour vérifier l’efficacité des mesures. Le suivi des résultats doit par ailleurs respecter le principe de la proportionnalité. Il incombe aux cantons de fournir des informations sur les mesures prises et sur leur efficacité pour la protection des eaux (art. 50 LEaux, art. 49, al. 2, OEaux).

Si le suivi des résultats révèle que les mesures choisies ne permettent pas d’atteindre les objectifs fixés, le droit d’ordonner d’autres mesures pour éliminer les atteintes graves existantes aux milieux aquatiques demeure réservé.

1.3 Domaine d’application

Le présent module régit l’élaboration et l’évaluation de mesures destinées à éliminer ou à éviter des atteintes graves dues aux éclusées, le contenu des contrôles de l’efficacité (étapes encadrées en bleu dans la fig. 2) et les exigences relatives aux documents à remettre. Ce module ne traite pas de l’élaboration théorique et pratique des mesures ni de leur autorisation, leur indemnisation ou leur mise en œuvre.

Lors de l’assainissement d’installations existantes, le canton (la Confédération, dans le cas de centrales situées sur la frontière nationale) notifie l’obligation d’assainir sur la base de la planification cantonale, avant que le dé-

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 15

Fig. 2 Les diverses étapes de l’assainissement. Les étapes traitées dans le présent module sont encadrées en bleu. Elles sont présentées plus en détail dans les figures 3 et 4 du chapitre 2. Dans le cas de centrales hydroélectriques situées à la frontière nationale, l’Office fédéral de l’énergie (OFEN) remplace le canton dans les différentes étapes. Les rectangles gris concernent le financement et donc uniquement les projets d’assainissement, les rectangles verts concernent les projets d’assainissement de même que les nouvelles installations.

Détenteur Canton OFEV Swissgrid Phase 1 : Planification Étape 1 et 2 Notification de l’obligation d’assainir cantonale stratégique

Au besoin Étude de variantes et proposition de mesures d’assainissement Examen de la mesure

Phase 2 : d’assainissement proposée et détermination de la Examen de la mesure meilleure variante d’assainissement proposée

Choix et élaboration du projet Élaboration du projet d’assainissement et établissement du dossier

d’assainissement de la demande d’autorisation Décision et autorisation(s) Consultation mesure d’assainissement Planification des Information finances

Phase 3 : Demande de garantie de Prise de position sur Demande de Proposition concernant remboursement Réception la demande de Décision d’octroi l’octroi de l’indemnisation (y.c. évaluation des effets) remboursement remboursement et mise Mise en œuvre de la en œuvre mesure d’assainissement Évaluation des exigences contenues dans la décision d’assainissement

Phase 4 : Décompte des coûts Prise de position concernant Proposition concernant le le décompte des coûts montant de l’indemnisation

Décompte et versement Décision relative Facturation au montant de l’indemnisation

Versement

Examen de l’évaluation Évaluation des effets Étape 3 des effets

Phase 5 : Examen de l’évaluation des Prise de position concernant effets et proposition

Suivi des résultats Décompte des coûts le décompte des coûts concernant le montant de l’indemnisation Décision du montant Facturation de l’indemnisation

Versement

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 16

2 Détermination des mesures d’assainissement et suivi des résultats

2.1 Introduction Ces étapes s’appliquent dans cet ordre et sans modification lorsqu’une seule centrale ou un groupe de centrales

Le présent module se concentre sur les mesures desti- exploitées par le même détenteur provoquent des éclunées à éliminer les atteintes graves dues aux éclusées sées dans un bassin versant ou sur un tronçon de cours provoquées par des installations existantes ou à éviter d’eau. Dans les cas plus complexes, en présence de plude telles atteintes dans le cas d’installations nouvelles. sieurs centrales exploitées par des détenteurs différents D’autres mesures visant à protéger les eaux (notamment dans un même bassin versant ou sur un même tronçon de la revitalisation des cours d’eau et des zones alluviales, cours d’eau par exemple, il convient de tenir compte par le rétablissement de la libre migration des poissons et ailleurs des explications fournies au point 2.4. du régime de charriage, le respect de débits résiduels convenables, la protection contre les crues et la protec- Avant d’évaluer les indicateurs (annexe C) dans chation des eaux souterraines) constituent le cadre général cune des trois étapes, il importe de définir les tronçons des mesures d’assainissement des éclusées lorsqu’une de cours d’eau (annexe B) et les hydrogrammes (ancoordination s’impose avec celles-ci ou lorsqu’elles les nexe E) à analyser. L’annexe A contient un résumé des complètent ou les renforcent (cf. 4.4). bases légales pertinentes et l’annexe G détaille les exigences relatives aux documents à remettre à chacune La méthode proposée ici pour élaborer et évaluer les me- des étapes. sures d’assainissement s’inspire des connaissances les plus récentes sur le phénomène complexe que sont les Étape 1 : définition des objectifs (chap. 3) éclusées. Malgré les lacunes qui subsistent quant aux Les mesures destinées à éliminer ou à prévenir de graves interactions quantitatives et qualitatives des régimes atteintes dues aux éclusées doivent viser à atteindre des d’écoulement, à la morphologie et aux exigences rela- objectifs clairement définis. Pour l’assainissement d’instives à l’écologie aquatique et terrestre, la démarche tallations existantes, la définition des objectifs se fonde présentée ici permet d’évaluer les situations futures avec sur le plan stratégique cantonal et la notification de l’obliun maximum d’objectivité et de transparence. Cette ap- gation d’assainir, tout en actualisant ou en complétant le

proche requiert des données de base fiables et complètes cas échéant les données de base. L’étape 1 comprend sur l’écologie des eaux ainsi que sur les paramètres hy- les étapes de travail suivantes : i) analyse des déficits, ii) drologiques et hydrauliques. Compte tenu du coût des analyse des causes, iii) définition des objectifs, iv) prémesures visant à atténuer les éclusées, l’investissement sélection des mesures d’assainissement, v) concertation initial se justifie toutefois pleinement. entre le détenteur de la centrale et les autorités cantonales sur le contenu de l’étude de variantes.

2.2 Aperçu de la marche à suivre La définition des objectifs garantit que les données de

base nécessaires pour les étapes suivantes présenteront Pour déterminer les mesures d’assainissement et procé- le degré d’actualité et d’exhaustivité requis et que toutes der au suivi des résultats, le présent module propose trois les exigences et les objectifs servant à l’élaboration des grandes étapes (fig. 3 et 4) : mesures seront définis.

1 Définition des objectifs. Nous recommandons aux détenteurs de centrales de dé-

2 Étude de variantes et choix des mesures d’assainissement. terminer en accord avec le canton les mesures à étudier

3 Mise en œuvre des mesures et suivi des résultats. plus avant dans le cadre de l’étude de variantes, de même

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 17

que d’éventuelles exigences et conditions à prendre en de la mesure la plus appropriée, iii) coordination avec compte dans cette étude (cf. 3.6). d’autres mesures de protection des eaux ne visant pas les éclusées. Étape 2 : étude de variantes et choix des mesures d’assainissement (chap. 4) L’étape 2 débouche sur la proposition concrète des me- Le choix de la mesure la plus appropriée présuppose sures à mettre en œuvre (meilleure variante), qui pourune étude approfondie de plusieurs variantes des ra être soumise pour approbation au canton et, le cas différentes mesures envisageables. L’élaboration et échéant, à l’OFEV (fig. 2). l’évaluation des variantes respectent les exigences des objectifs définis au cours de l’étape précédente. Les étapes suivantes, à savoir l’élaboration du projet L’étape 2 comprend les étapes de travail suivantes : i) d’assainissement, son approbation, l’indemnisation et la élaboration des variantes conformément aux résultats mise en œuvre, ne sont pas traitées dans le présent mode la concertation, ii) évaluation des variantes et choix dule (fig. 2 et 3).

Fig. 3 Étapes à suivre pour déterminer les mesures d’assainissement et procéder au suivi des résultats. La description des différentes étapes inscrites dans un champ en couleur figure dans les points et les annexes indiqués.

Étape 1 : Définition des objectifs Point Annexe Analyse des déficits 3.2 Analyse de la situation Analyse des causes 3.3 BàE Définition des objectifs Formulation des objectifs 3.4 Présélection des mesures d’assainissement 3.5 E Concertation entre le détenteur de la centrale et les autorités cantonales 3.6 D

Définition des mesures Etape 2 : Étude de variantes et choix des mesures d’assainissement Point Annexe Étude de variantes 4.2 B, C, E, F Choix des mesures d’assainissement 4.3 – Coordination avec d’autres mesures de protection des eaux 4.4 D Cas particuliers 4.5 –

Étude des mesures

Approbation du projet d’assainissement/de construction Étapes non traitées Demande de remboursement dans le présent module

Mise en œuvre des mesures d’assainissement

Étape 3 : Suivi des résultats Point Annexe Exigences relatives aux rapports des cantons 5.2 – Évaluation des effets Vérification de la mise en œuvre 5.3 – Évaluation des effets 5.4 B, C

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 18

Fig. 4 Démarche expliquée dans le présent module.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 19

Étape 3 : suivi des résultats (chap. 5) • Pour déterminer l’effet écologique global au cours de Un suivi des résultats, à effectuer périodiquement, doit l’étude de variantes (cf. 4.2), il convient de tenir compte, vérifier que les objectifs ont bien été atteints. Ce contrôle pour chaque projet d’assainissement, de la différence comprend le suivi de la mise en œuvre et l’évaluation des entre l’état prévisible (après assainissement) et l’état effets : le premier sert à vérifier si les mesures ordonnées visé. Pour les nouvelles installations, on prévoit, dans sont appliquées comme prévu et la seconde détermine si le cadre de la procédure de concession, l’état du cours les mesures appliquées par le détenteur de la centrale d’eau, avec et sans mesures d’assainissement, après déploient les effets écologiques souhaités. Si les mesures la construction de l’installation. réalisées n’atteignent pas les objectifs définis, le canton • Que ce soit pour les projets d’assainissement ou pour peut en ordonner d’autres. les installations nouvelles, le choix des mesures les plus appropriées (meilleure variante ; cf. 4.3) se fonde sur les critères définis à l’art. 39a, al. 2, LEaux. Lors d’un

2.3 Différences entre installations existantes assainissement, la consultation officielle de l’OFEV

et nouvelles installations par le canton est prévue au plus tard avant la décision finale concernant le projet d’assainissement (fig. 2). La présente démarche peut s’appliquer aussi bien aux Pour les nouvelles installations, le canton et l’OFEV installations existantes qu’aux nouvelles installations sont consultés au cours de la procédure de concession. (nouvelles concessions). Voici les grandes différences • Dans le cas particulier d’un renouvellement de concesentre ces deux cas : sion avec agrandissement, il importe également, en vertu de l’art. 39a LEaux, de prévenir les atteintes po-

• Lors de l’assainissement d’installations existantes, tentielles dues aux éclusées suite à l’agrandissement la démarche vise à éliminer l’atteinte grave due aux de l’installation. Afin de connaître l’effet écologique éclusées ; dans le cas de nouvelles installations, elle global, deux prévisions sont nécessaires : l’une pour sert à prévenir une telle atteinte. Dans ce second cas, cerner l’effet de la mesure d’atténuation des éclusées l’atteinte grave est déterminée sur la base des valeurs sans agrandissement, l’autre pour déterminer l’effet de que les indicateurs afficheront après la construction cette mesure avec agrandissement (cf. 4.5). de l’installation. • Les détenteurs de centrales hydroélectriques sont

• Dans le cas des installations existantes, les analyses tenus de vérifier l’efficacité des mesures appliquées, des déficits et des causes (cf. 3.2 et 3.3), de même que aussi bien lorsqu’elles sont destinées à assainir des la présélection des mesures (cf. 3.5), ont en principe été installations existantes que lorsqu’elles visent une inseffectuées au cours de la planification stratégique par tallation nouvelle. le canton et il ne reste, le cas échéant, qu’à les actualiser ou à les compléter. Les objectifs que les mesures d’assainissement doivent atteindre peuvent alors être 2.4 Coordination des centrales hydroélecformulés (cf. 3.5). Dans le cas de nouvelles installations, triques dans le bassin versant il est recommandé de franchir toutes ces étapes de travail au cours de la procédure de concession conformé- Lorsque plusieurs centrales hydroélectriques sont exment au présent module, les analyses des déficits et des ploitées sur un même tronçon de cours d’eau ou dans le

causes servant de référence pour déterminer les éven- même bassin versant et causent des atteintes graves, tuelles atteintes non causées par des éclusées dans les mesures visant à atténuer les éclusées doivent être l’état actuel (avant la construction de l’installation). coordonnées dans le bassin versant du cours d’eau en • La concertation entre l’autorité cantonale et le ou les question (art. 39a, al. 3, LEaux). L’obligation de coordondétenteurs de centrales hydroélectriques (cf. 3.6) est ner les mesures incombe en premier lieu aux cantons, elle recommandée s’il s’agit de l’assainissement d’installa- s’applique aussi bien aux projets d’assainissement qu’aux tions existantes. Dans le cas d’installations nouvelles, nouvelles installations et vaut également dans les cas elle fait partie intégrante de la procédure de concession. impliquant plus d’un canton. Lorsqu’un pays voisin est

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 20

concerné, la coordination est assurée par l’Office fédéral plan organisationnel, ce système est traité comme le de l’énergie (OFEN). cas A et la démarche décrite dans la figure 3 s’applique sans modification. Différents cas de figure Il est en principe possible de distinguer trois types de Du point de vue technique, l’étude de variantes et le choix cas (fig. 5) : des mesures s’avèrent cependant plus complexes que dans le cas A, car il est possible non seulement d’harmo- 1. Cas A : situation simple impliquant une seule centrale niser les mesures d’aménagement, mais aussi l’exploitahydroélectrique. tion des centrales. L’éventail des solutions envisageables 2. Cas B : situation complexe impliquant plusieurs cen- est donc plus large que dans le cas A. trales hydroélectriques, qui sont toutefois exploitées par le même détenteur. Cas C : plusieurs centrales, plusieurs détenteurs 3. Cas C : situation complexe impliquant plusieurs cen- Le cas C (plusieurs centrales exploitées par plusieurs détrales hydroélectriques exploitées par plusieurs dé- tenteurs) est plus complexe tant du point de vue technique tenteurs. que juridique. Même la coordination de la planification (délais, organisation, localisation, aspects techniques, Fig. 5 etc.) est difficile. Pour ce type de cas, nous renvoyons à Les trois cas de figure d’un cours d’eau influencé par des centrales la démarche intégrée présentée dans l’aide à l’exécution hydroélectriques situées dans le même bassin versant. «Coordination des activités de gestion des eaux» (OFEV 2013). Cas A Cas B Cas C

L’obligation de coordination incombe au canton. Pour assurer une organisation et une direction de projet cohérente dans l’ensemble du bassin versant, le canton peut notamment en confier la responsabilité au détenteur de l’une des centrales.

Limite du bassin versant

Détenteur A Détenteurs B, C, D Tronçon de cours d’eau non influencé par les éclusées Tronçons de cours d’eau subissant l’effet des éclusées

Cas A : situation simple impliquant une seule centrale hydroélectrique Dans le cas A, il est possible d’appliquer la démarche telle qu’elle est décrite dans la figure 3. Aucune étape de travail supplémentaire n’est requise.

Cas B : plusieurs centrales hydroélectriques exploitées par le même détenteur Lorsque toutes les centrales appartiennent au même détenteur (cas B), elles peuvent être considérées comme une seule et même entité économique et juridique. Au

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 21

3 Définition des objectifs

3.1 Aperçu La marche à suivre pour les projets d’assainissement et

les nouvelles installations est illustrée dans la figure 6. La définition des objectifs d’une mesure d’assainisse- L’annexe G, partie II, explique les exigences relatives aux ment constitue le point de départ de l’étude des variantes documents de l’étape 1. visant à éliminer ou à prévenir les atteintes graves dues aux éclusées et sous-tend le choix de la mesure la plus Vérification des données de base en cas de projets appropriée (cf. chap. 4). Pour que cette définition soit d’assainissement précise, les données de base doivent présenter le degré Pour chaque projet d’assainissement, il convient de véd’actualité et d’exhaustivité requis. Au terme de toutes rifier si la notification de l’obligation d’assainir et le plan les étapes de travail – i) analyse des déficits, ii) analyse stratégique cantonal correspondant sont suffisamment des causes, iii) formulation des objectifs, iv) présélection détaillés et exhaustifs (c’est-à-dire si tous les indicades mesures, v) concertation entre le détenteur de la cen- teurs ont fait l’objet d’une évaluation approfondie selon trale et les autorités cantonales – toutes les exigences et le module « Assainissement des éclusées – Planification tous les objectifs nécessaires à l’élaboration des mesures stratégique » [Baumann et al. 2012 ; dénommé ci-après d’assainissement sont connus. module « Planification stratégique »]), si les causes des

Fig. 6 Analyse des déficits, analyse des causes et formulation des objectifs dans le cas de projets d’assainissement et de nouvelles installations.

Projet d’assainissement Nouvelle installation

Lorsque le ou les responsables ne peuvent pas être désignés Oui Non Question 1 Relevé de l’état actuel Relevé selon le module « Éclusées – Mesures d’assainissement » Analyse des déficits Compléter/mettre à jour selon Non Question 2 le module « Éclusées – Mesures d’assainissement »

Oui État prévisible (selon le module « Éclusées – Mesures d’assainissement ») après construction de l’installation Analyse des causes Non sans mesures d’assainissement selon le module « Éclusées – Question 3 Mesures d’assainissement » Oui

Formulation des objectifs (selon le module « Éclusées – Mesures d’assainissement »), sur la base de l’état actuel ou de l’état actuel mis à jour, afin d’éliminer (projet d’assainissement) ou de prévenir (nouvelles installations) les atteintes graves dues aux éclusées

Question 1: La morphologie, le régime de charriage, le régime d’écoulement ou la qualité de l’eau du tronçon analysé ont-ils subi des modifications notables depuis l’élaboration du plan stratégique cantonal? Question 2: L’évaluation des indicateurs du module « Planification stratégique » (Baumann et al. 2012) est-elle exhaustive (autrement dit, ont-ils tous fait l’objet d’une évaluation approfondie)? Question 3: Les atteintes dues aux éclusées ont-elles été clairement identifiées?

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 22

atteintes constatées ont été clairement identifiées et si cations hydrologiques que les poissons et les macroinles conditions générales ont évolué depuis le relevé des vertébrés. Vu les connaissances actuelles, l’analyse des données (déterminer par exemple si la morphologie a été déficits ne comprend dès lors aucun indicateur spéciaaméliorée, si le régime de charriage a été rétabli ou si lement destiné à mesurer les atteintes qu’ils subissent. l’exploitation de la centrale a été modifiée). Si ces trois L’analyse des déficits part de l’hypothèse que les graves conditions sont remplies, il n’est pas nécessaire de pro- atteintes subies par les organismes végétaux sont élicéder aux analyses des déficits et des causes décrites minées lorsque les indicateurs des organismes animaux dans le présent module pour passer directement à la (poissons et macrozoobenthos) et des habitats aquaformulation des objectifs (cf. 3.4). Il convient néanmoins tiques révèlent un état écologique suffisant. de consigner par écrit pourquoi ce raccourci a été pris, par exemple en remplissant la fiche de suivi ainsi que les Indicateurs utilisés dans l’analyse des déficits parties Iet II du tableau récapitulatif de l’annexe D. Si L’analyse des déficits peut recourir à la série d’indicateurs les conditions ne sont pas toutes remplies, il convient de définis dans le module « Planification stratégique » ou à mettre à jour ou de compléter les analyses des déficits et celle décrite dans le présent module. Dans ce dernier, les des causes comme indiqué ci-après (cf. 3.2 et 3.3). indicateurs existants ont été mis à jour pour les conformer aux connaissances les plus récentes et complétés par de Même s’il n’est pas indispensable de compléter les don- nouveaux indicateurs, qui permettent d’établir des prévinées de base ou de les mettre à jour au cours de l’analyse sions (cf. p. ex. Bruder 2012, Auer et al. 2014, Habersack des déficits et des causes, il importe néanmoins de rele- et Hauer 2014 ; fig. 7). ver une nouvelle fois les valeurs des indicateurs principaux proposés ici lors de la détermination des mesures, Nouveaux indicateurs définis depuis la publication du afin de pouvoir pronostiquer leurs effets. module « Planification stratégique » Les indicateurs principaux Paramètres hydrologiques, Habitabilité pour les poissons, Habitabilité pour le

3.2 Analyse des déficits macrozoobenthos et Dérive ont été intégrés dans le présent module, car ils sont sensibles aux éclusées. Sens et but de l’analyse des déficits L’analyse des déficits (état actuel) détermine le type et Le nouvel indicateur principal Paramètres hydrologiques l’ampleur des atteintes biologiques et structurelles exis- comprend les quatre principaux paramètres de l’hydrotantes. Lorsqu’elle est pertinente, cette analyse fournit, à gramme des éclusées : i) débit d’éclusée, ii) débit planl’aide d’indicateurs, des informations sur l’état écologique cher, iii) taux de montée du niveau d’eau, iv) taux de actuel du milieu aquatique, en principe, mais pas unique- descente du niveau d’eau. L’indicateur Débit minimal du ment, en relation avec les effets des éclusées. module « Planification stratégique » se retrouve dans le paramètre « débit plancher ».

3.2.1 Indicateurs Le recours au nouvel indicateur supplémentaire Colmatage externe n’est recommandé que dans les cas où les

Indicateurs abiotiques et biotiques éclusées provoquent une turbidité élevée et où le col- Les vastes études écologiques de l’analyse des déficits matage externe pose problème en s’aggravant. Cet indise fondent sur plusieurs indicateurs biotiques et abio- cateur décrit la diminution de l’habitabilité d’un site et il tiques. Ceux-ci servent à vérifier si la taille, la composi- est également possible, à l’aide de moyens adéquats, de tion et la diversité des biocénoses végétales et animales prévoir ses valeurs. typiques de la station, au sens de l’art. 41e, let. b, OEaux, sont altérées (installations existantes) ou pourraient l’être En ce qui concerne l’indicateur Productivité piscicole du (nouvelles installations). Les végétaux ou les biocénoses module « Planification stratégique », nombre de cantons végétales sont en général moins sensibles aux modifi- et de spécialistes ont estimé, dans le cadre de la pla-

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 23

Fig. 7 Indicateurs utilisés dans l’analyse des déficits (cf. annexe C). En cliquant sur l’indicateur, vous accédez directement au chapitre en question.

Indicateurs du module Analyse des déficits « Planification

Abréviation (état actuel) stratégique » Principaux changements apportés au module « Planification stratégique » ou buts des nouveaux indicateurs

Définition de la valeur cible des paramètres hydrologiques D2 Paramètres hydrologiques pour le tronçon considéré compte tenu des interactions avec d’autres indicateurs

Fonctions de valeurs, espèces piscicoles et stades de P2* Échouage de poissons développement

Fonction de valeur, carte des frayères, tests portant P3* Frayères sur les frayères et tests à l’aide de boîtes d’éclosion

Modélisations de l’adéquation de l’habitat pour P6 Habitabilité pour les poissons les poissons

Modélisations de l’adéquation de l’habitat pour B5 Habitabilité pour le macrozoobenthos le macrozoobenthos

Q1* Température de l’eau Emplacement des mesures, prévisions

Espèces piscicoles, abandon de la fonction de valeur, P4* Présence de juvéniles anciennement dénommé Reproduction des poissons

Estimation de la biomasse et de la diversité, B1* Biomasse et diversité du macrozoobenthos uniquement des taxons EPT

B3 Zonation longitudinale du macrozoobenthos

B4 Familles EPT du macrozoobenthos

Définition de valeurs seuils spécifiques au cours d’eau sur F1 Dérive la base d’essais d’éclusées

P1* Module Poissons du SMG Méthode de pêche, interprétation

B2* Module Macrozoobenthos du SMG Méthode de relevé, interprétation

H1* Colmatage externe Méthode de relevé

H2 Colmatage externe Quantification de l’habitabilité

Indicateurs principaux Indicateurs globaux X* Indicateur modifié Indicateurs sensibles aux éclusées Indicateurs supplémentaires X Nouvel indicateur

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 24

nification stratégique, qu’il n’est pas particulièrement s’ajouter l’indicateur Dérive. Ces indicateurs ne figurent sensible aux éclusées et qu’il pose parfois problème lors pas parmi les indicateurs principaux, car l’état actuel des des évaluations (p. ex. en raison de la présence d’ale- connaissances ne permet pas de les prévoir avec une vins). Voilà pourquoi cet indicateur n’apparaît plus dans précision suffisante. Il est recommandé de mesurer les le présent module et qu’il n’est pas indispensable de le indicateurs sensibles aux éclusées dans tous les cas. mesurer. Quant aux indicateurs globaux, il convient de les mesurer uniquement lorsque les facteurs d’influence abiotiques Indicateurs principaux Qualité de l’eau et Morphologie présentent un état bon Sont appelés indicateurs principaux ceux qui sont sen- ou suffisant ou s’il existe un tronçon de référence. Dans sibles aux éclusées et qui fournissent des prévisions ces conditions, les deux indicateurs globaux (Module probantes (ou pouvant au moins faire l’objet d’estima- Poissons du SMG et Module Macrozoobenthos du SMG) tions semi-quantitatives). Il s’agit des six indicateurs peuvent également fournir les indices d’une atteinte due suivants : i) Paramètres hydrologiques, ii) Échouage de aux éclusées. poissons, iii) Frayères, iv) Habitabilité pour les poissons, v) Habitabilité pour le macrozoobenthos, vi) Température Indicateurs supplémentaires de l’eau. Pour prévoir l’effet des mesures d’assainisse- Le Colmatage interne et le Colmatage externe ont été ment et comparer les variantes de mesures (cf. chap. 4), qualifiés d’indicateurs supplémentaires, car les éclusées il convient de mesurer cinq au moins de ces six indica- ne constituent en général pas la principale cause de ces teurs. L’indicateur D2 Paramètres hydrologiques est ce- phénomènes et que ces indicateurs ne sont donc pas pendant toujours obligatoire, car il interagit directement particulièrement sensibles aux éclusées (Habersack et avec d’autres indicateurs (annexe C, indicateur D2) et Hauer 2014). Leur mesure est recommandée dans des qu’il est indispensable pour formuler les objectifs (cf. 3.4) cas particuliers, à savoir dans des bassins versants où la et disposer d’hydrogrammes représentatifs (annexe E). turbidité est élevée et présente dès lors un rapport avec

De par son interaction avec les cinq autres indicateurs le colmatage. Ils servent à comprendre le phénomène et principaux, l’indicateur D2 Paramètres hydrologiques devraient être appréciés par comparaison avec un tronfournit une synthèse de la réalisation des objectifs. Il ne çon de référence et utilisés à titre complémentaire. suffit cependant pas, à lui seul, pour tirer une conclusion définitive sur l’état d’un cours d’eau et quant à l’existence Série réduite d’indicateurs d’une atteinte grave. Lorsqu’une série réduite d’indicateurs suffit pour analyser les déficits et qu’il serait disproportionné de mesurer Le choix des indicateurs doit être clairement documenté et tous les indicateurs (dans les cas simples et limpides, correspondre au cours d’eau concerné. Il est recommandé les relevés et l’analyse, après avoir consulté le canton. de recourir à un processus participatif pour opérer ce choix. Il importe toutefois de motiver l’abandon de certains indicateurs. Indicateurs sensibles aux éclusées et indicateurs globaux Six indicateurs du module « Planification stratégique » 3.2.2 Détermination de l’atteinte grave sont désormais divisés en deux classes : indicateurs insensibles aux éclusées, également appelés indica- Pour les projets d’assainissement, il est toujours possible teurs globaux (Module Poissons du SMG et Module de déterminer l’atteinte grave en appliquant la méthode Macrozoobenthos du SMG), et indicateurs sensibles du module « Planification stratégique » lorsque les indiaux éclusées (Présence de juvéniles, Biomasse et di- cateurs sont tous connus (c’est-à-dire que tous ont fait versité du macrozoobenthos, Zonation longitudinale du l’objet d’une appréciation sommaire ou d’une évaluation macrozoobenthos et Familles EPT du macrozoobenthos). approfondie) et que les données à disposition sont suf- Aux indicateurs sensibles aux éclusées vient de plus fisantes.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 25

Qu’est-ce qu’une atteinte grave ? faut comprendre quelles caractéristiques hydrologiques, Les éclusées provoquent des atteintes graves lorsque le hydrauliques, morphologiques ou qualitatives du tronçon débit d’éclusée est au moins 1,5 fois supérieur au débit de cours d’eau considéré déterminent la classe d’état des plancher et que la taille, la composition et la diversité des indicateurs. Ce n’est que lorsque les atteintes dues aux biocénoses végétales et animales typiques de la station éclusées sont connues qu’il est possible d’identifier les sont altérées (art. 41e OEaux). C’est le cas lorsque la ma- paramètres hydrologiques de l’hydrogramme, qui sont à jorité des indicateurs principaux affichent un état moyen l’origine des atteintes révélées par les indicateurs. ou que l’un d’entre eux présente un état médiocre ou mauvais. Cela vaut pour les installations existantes et pour les Causes sans lien avec les éclusées nouvelles installations. Dans le cas de ces dernières, la Il convient d’identifier également les autres causes, sans détermination de l’atteinte grave se fonde sur l’état prévi- lien avec les éclusées (l’insuffisance de l’état morpholosible des indicateurs principaux après la construction de gique ou de la qualité de l’eau, p. ex.), qui sont coresponl’installation. Lorsque la moitié des indicateurs présentent sables de l’atteinte écologique. Dans l’étude de variantes un état moyen, il convient de réduire le coefficent de pon- selon le point 4.2, il est en effet possible d’inclure des dération de l’indicateur D2 en raison de son interaction interventions morphologiques ponctuelles destinées à avec les cinq autres indicateurs principaux. créer des refuges pour les larves et les alevins (zones à faible vitesse d’écoulement et de faible profondeur ; cf. Si elle est plus précise, cette nouvelle définition n’est pas annexe E, « Mesures de construction ») ou d’harmoniser plus stricte que celle figurant dans le module « Planifi- les mesures destinées à atténuer les éclusées avec les cation stratégique ». Elle n’est pas plus stricte, car cer- mesures de revitalisation morphologique afin d’accroître tains indicateurs peuvent afficher un état moyen. Elle est l’effet écologique. toutefois plus précise, car la détermination de l’atteinte grave se fonde sur les six indicateurs principaux, qui ré- Instruments de l’analyse des causes

vèlent les atteintes dues spécifiquement aux éclusées et Le relevé des données de base morphologiques et hydrone sont pas influencés davantage par la qualité de l’eau logiques selon l’annexe B sert à interpréter les déficits et que d’autres indicateurs. La morphologie du cours d’eau à identifier les causes. n’exerce pas non plus une influence directe sur les indicateurs principaux ni n’est prise en compte lors de leur Les parties I et II du tableau récapitulatif de l’annexe D ilappréciation. lustrent la marche à suivre pour établir, à partir de la classe d’état des indicateurs, le lien avec les déficits observés dans le milieu aquatique. Comme l’illustre l’exemple, la

3.3 Analyse des causes matrice proposée peut, selon les cas, être prise en compte

pour identifier les causes. À caractère plutôt général, elle Sens et but de l’analyse des causes ne peut cependant pas remplacer les connaissances in- L’analyse des causes établit un lien entre les déficits terdisciplinaires et l’expérience d’un spécialiste. constatés et leurs causes. Elle est nécessaire pour identifier aussi clairement que possible les causes des at- En l’absence d’informations fournissant une explication teintes dues aux éclusées et, à partir de là, pour formuler plausible des causes, il restera à les identifier en mesurant les objectifs des mesures d’assainissement. et en évaluant des indicateurs supplémentaires, en recourant à des kits d’analyse (cf. annexe C, indicateur P3*), etc. Causes en lien avec les éclusées Mesurées à l’aide des indicateurs de l’analyse des dé- Exception : exemption de l’obligation d’assainir ficits (cf. 3.2), les atteintes existantes constituent une Si l’analyse des causes révèle qu’aucune des atteintes première indication des causes potentielles. Une analyse observées dans le cours d’eau n’est due aux éclusées, des causes permet de cerner la ou les causes de l’at- mais à d’autres facteurs, les détenteurs de centrales teinte subie par chacun des indicateurs. À cet effet, il peuvent demander à être exemptés de l’obligation d’as-

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 26

sainir. En pareil cas, le canton exempte l’installation hy- Objectif général des mesures d’assainissement draulique concernée de l’obligation de prendre des me- L’objectif défini par la loi (art. 39a, al. 1, LEaux) consiste sures d’assainissement dans le domaine des éclusées. à éliminer les atteintes graves dues aux éclusées dans le Nous recommandons aux cantons de consulter l’OFEV cas d’installations existantes et à les prévenir dans le cas avant d’accorder une telle exemption. Swissgrid rem- de nouvelles installations. bourse les frais d’analyse au concessionnaire. Formulation d’objectifs concrets pour chaque indicateur

3.4 Formulation des objectifs Pour chaque indicateur principal pris en compte et présentant un déficit considérable (état moyen à mauvais), il

Sens et but de la formulation des objectifs convient de formuler des objectifs concrets (= classe de Dès que les déficits sont recensés et leurs causes l’état visé) que les mesures d’assainissement devront atconnues, il importe de formuler les objectifs des mesures teindre afin d’éliminer ou de prévenir les atteintes graves d’assainissement. Ils constituent la base de l’étude de (cf. définition de l’atteinte grave, cf. 3.2.2). variantes et du choix des mesures d’assainissement selon le chapitre 4. Lors de la formulation des objectifs pour les divers indicateurs principaux, il importe d’appliquer les quatre prin- Formulation des objectifs : marche à suivre cipes suivants : La marche à suivre pour formuler les objectifs est reproduite dans la figure 8. Elle est décrite ci-après et illustrée 1. Les objectifs se réfèrent aux paramètres hydrolodans la partie III du tableau récapitulatif de l’annexe D. giques déterminants de l’hydrogramme des éclusées :

Fig. 8 Marche à suivre pour formuler les objectifs.

Objectif défini par la loi Objectif écologique

Distinction entre objectifs biotiques Objectifs concrets (= classes de l’état visé) pour les indicateurs principaux et abiotiques

Valeurs cibles des paramètres hydrologiques pour les indicateurs principaux

Éclusées marquées Éclusées récurrentes Énoncé hydrologique (quantile 95 %) (quantile 60 %) et opérationnalisation

Exigences hydrologiques à respecter par le futur hydrogramme (cf. annexe D)

Choix de la mesure d’assainissement

Mesures de construction ou d’exploitation, y compris pilotage (cf. annexe E)

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 27

i) débit d’éclusée, ii) débit plancher, iii) taux de des- objectifs (cf. annexe E, « Mesures de construction »). De cente du niveau d’eau, iv) taux de montée du niveau telles mesures s’imposent par exemple lorsque les indid’eau. cateurs P6 et B5 font état d’une habitabilité insuffisante

2 Dans la mesure du possible, les objectifs tiennent pour les poissons ou le macrozoobenthos ou que des

compte du régime d’écoulement naturel et de ses va- structures appropriées font défaut pour le frai durant le riations saisonnières. débit plancher. Il ne faut toutefois pas confondre mesures

3 Les objectifs prennent en considération les espèces de nature morphologique et revitalisations de cours d’eau

indicatrices, ainsi que leur stade de développement, la selon la législation sur la protection des eaux (art. 38a morphologie du cours d’eau (en comparant aux tron- LEaux). Ces dernières doivent certes être coordonnées çons existants présentant un état morphologique aus- avec les mesures visant les éclusées, mais elles n’en font si bon que possible ; cf. annexe B) et le potentiel éco- pas partie. logique (plus le potentiel d’un cours d’eau est grand, plus les objectifs devraient être élevés). Atteintes causées par des éclusées marquées et

4 Les objectifs tiennent compte de l’état actuel ou de récurrentes

l’état actuel mis à jour sur la base de mesures de Lors de la définition des valeurs cibles pour les paraprotection des eaux réalisées, planifiées ou prévues mètres hydrologiques, il convient de distinguer (tab. 1) : (comme la revitalisation des cours d’eau, la protection contre les crues, le rétablissement de la libre migration a) Les atteintes provoquées par des éclusées peu nomdes poissons et du régime de charriage ou la garan- breuses, mais marquées, durant des périodes critie de débits résiduels convenables) ainsi que d’autres tiques du point de vue écologique (en période de frai, projets en préparation dans le bassin versant et pou- p. ex.). Afin d’éliminer de telles atteintes, le degré de vant exercer une influence sur les mesures d’assainis- fréquence défini pour le respect des valeurs cibles sement (telle la construction de nouvelles installations des paramètres hydrologiques doit être élevé (quanhydrauliques). tile 95 %). b) Les atteintes causées par des éclusées régulières, Valeurs cibles des paramètres hydrologiques et récurrentes, mais peu marquées. Pour éliminer ces conditions hydrologiques requises atteintes, le respect des valeurs cibles n’a pas be- Une fois que les objectifs ont été formulés en termes de soin de répondre aux mêmes exigences de fréquence classes d’état pour les différents indicateurs principaux, (quantile 60 %). il est possible de fixer les valeurs cibles des paramètres hydro­logiques. Sur la base de ces valeurs et des condi- À titre d’exemple pour le cas a), la valeur cible du détions hydrologiques requises qui en découlent (cf. par- bit plancher doit être respectée pendant 95 % du temps tie III du tableau récapitulatif de l’annexe D), l’élaboration (quantile 95 %) durant la période critique correspondant des mesures destinées à concrétiser le futur hydro- au développement du frai, afin de garantir qu’une partie gramme peut commencer. au moins du frai ne sera pas mis à sec. Pour illustrer le cas b), considérons que la valeur cible du débit d’éclu- Les mesures envisageables doivent viser à augmenter le sée doit être respectée pendant 60 % du temps (quantile débit plancher, à diminuer le débit d’éclusée, à ralentir 60 %) pour limiter l’étendue de la zone de marnage dules taux de variation du niveau d’eau et, le cas échéant, à rant la période de développement des alevins. Le risque

réduire le nombre des éclusées. Comme les valeurs cibles d’échouage persiste certes dans la zone de marnage, peuvent varier selon la saison, certaines ne doivent être mais le respect de faibles taux de descente du niveau atteintes que pendant la période de frai ou durant l’éclo- d’eau suffit, même si la valeur cible n’est respectée qu’à sion des œufs des espèces piscicoles indicatrices. Pour 60 %, pour éviter de grandes pertes dans les peuplements compléter ou remplacer les mesures initiales, il peut s’avé- de juvéniles. rer nécessaire ou utile d’appliquer des mesures locales de nature morphologique, qui contribuent à atteindre les

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 28

Précisions concernant les objectifs et les valeurs d’une expertise, que les dépassements restent dans le cibles domaine de l’admissible. Les objectifs doivent être décrits de manière suffisamment précise pour qu’il soit possible de vérifier l’efficaci- L’annexe C (indicateur D2) fournit des explications dété des mesures et que l’autorité cantonale puisse le cas taillées sur la fixation des valeurs cibles des divers paraéchéant se fonder sur ces objectifs pour exiger d’éven- mètres hydrologiques, de même que sur leur évaluation et tuelles améliorations (cf. chap. 5). leur représentation. Le lien avec le pilotage des mesures et leur optimisation est présenté à l’annexe E (sous « Pi- Les quantiles indiqués dans le tableau 1 doivent être lotage des mesures »). considérés comme des valeurs indicatives à caractère général. Ils doivent toujours être fixés de cas en cas, selon la situation écologique, et non pas de manière systé- 3.5 Présélection des mesures matique sur la base de ce tableau. d’assainissement

Selon le quantile défini, les valeurs cibles des paramètres Projets d’assainissement hydrologiques peuvent être dépassées durant respecti- Dans le cas de projets d’assainissement, cette étape de vement 5 % et 40 % des jours pendant la période considé- travail ne doit être entreprise que si les conditions gérée (exceptions). Ces dépassements doivent toujours être nérales ont changé depuis la notification de l’obligation évalués au cas par cas, pour éviter que les exceptions d’assainir (la morphologie a été améliorée, le régime de admises n’anéantissent les efforts visant à éliminer ou à charriage a été rétabli, l’exploitation de la centrale a été prévenir les atteintes dues aux éclusées. Autrement dit, le modifiée) ou si le canton n’a pas été en mesure, faute de débit d’éclusée, le débit plancher et les taux de variation temps ou de données de base, de spécifier les mesures à du niveau d’eau ne doivent s’écarter que faiblement des prendre dans la notification. valeurs cibles définies durant les situations exceptionnelles. La représentation de la fréquence cumulée selon l’indicateur D2 (annexe C) convient pour garantir, à l’aide

Tab. 1 Approches servant à fixer les valeurs cibles des paramètres hydrologiques en fonction du cours d’eau. Le quantile indique à quel degré de fréquence la valeur cible doit être respectée. L’indicateur déterminant spécifie l’indicateur prévisible (indicateur principal) avec lequel les paramètres hydrologiques sont en interaction (pour plus de détails, cf. annexe C, indicateur D2). Selon la méthode, on utilise un quantile 90 % au lieu d’un quantile 95 % pour l’amplitude et le taux de variation de la température (cf. annexe C, indicateur Q1*).

Approches servant à fixer les valeurs cibles des paramètres hydrologiques Quantile Indicateur principal déterminant Stabilité dm des frayères 95 % P3* Diminution de la taille de la zone de marnage 60 % P2*, B5, P6 Réduction de l’amplitude de la variation de température 90 % Q1* Diminution générale de la dérive (sur la base d’essais) 60 % F1/D2 Absence de dérive de catastrophe (sur la base d’essais) 95 % F1/D2 Frai et développement du frai (prévention des mises à sec) 95 % P3* Habitabilité suffisante pour le macrozoobenthos 60 % B5 Habitabilité suffisante pour les poissons (par stade de développement) 60 % P6 Réduction de l’échouage (par stade de développement) 95 % P2* Réduction du taux de variation de la température 90 % Q1* … autres approches spécifiques au cours d’eau considéré, selon l’avis des spécialistes

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 29

Cas général • P2* pendant la période mars/avril (truite fario, stade L’analyse des déficits fondée sur les indicateurs révèle larvaire) : taux de descente du niveau d’eau inférieur que le cours d’eau subit une atteinte, car la densité de ou égal à 0,3 cm/min, quantile 95 %. Cela signifie jeunes truites est insuffisante. L’analyse des causes que le taux de descente du niveau d’eau ne devrait conclut que cette atteinte n’est pas d’origine morpho- dépasser cette valeur que pour 5 % des éclusées au logique, car le cours d’eau comporte des habitats nor- maximum survenant durant cette période. malement appréciés par les jeunes poissons. Des • P2* pendant la période d’avril à septembre (truite causes liées aux éclusées sont toutefois connues : ha- fario, stade juvénile) : taux de descente du niveau bitabilité réduite pour les poissons (révélée par l’indi- d’eau inférieur à 3 cm/min, quantile 95 %. cateur principal P6) et risque élevé d’échouage des • P6 pendant la période d’avril à septembre (truite fapoissons (révélé par l’indicateur principal P2*). Des rio, stade juvénile) : débit d’éclusée inférieur ou égal valeurs cibles (telle la classe d’état « bon ») sont défi- à 20 m3/s, quantile 60 %. Autrement dit, les pointes nies pour ces deux indicateurs (P6 et P2*) sensibles du débit d’éclusés ne doivent pas dépasser cette vaaux éclusées et prévisibles. leur au cours de 60 % au moins des éclusées survenant durant cette période, pour garantir que les L’indicateur P2* dépend du paramètre hydrologique pertes de surface des habitats adéquats restent in- Taux de descente du niveau d’eau. Dans le tronçon férieures à 20 % (classe d’état « bon » selon la foncétudié, l’indicateur P6 est déterminé par le débit d’éclu- tion de valeur de l’indicateur P6). sée. C’est donc pour ces deux paramètres hydrologiques que des valeurs cibles sont définies :

Exemple : Forces motrices de l’Oberhasli (KWO) quis, ont été aménagés). Pour éliminer les atteintes Dans le cas de l’Aar du Hasli, les atteintes dues aux subies par les jeunes poissons, des mesures d’ordre éclusées comprennent principalement l’échouage de morphologique seraient toutefois souhaitables dans poissons et de macroinvertébrés. Les causes de ces l’Aar du Hasli, en vue de créer des habitats appropriés. atteintes résident dans les taux de montée et de des- De telles mesures feront l’objet d’une démarche discente du niveau d’eau. Pour commencer, il importe tincte, car elles ne visent pas à remédier à des atdonc d’appliquer une mesure destinée à améliorer ces teintes dues aux éclusées (Bieri et al. 2013, Schweizer deux paramètres hydrologiques (un bassin et une ca- et al. 2013 (1) – (4)). verne de rétention, dotés du système de pilotage re-

Sens et but de la présélection des mesures concrètes. Ce choix se fonde sur une analyse approfond’assainissement die du rapport coût/utilité ; celle-ci n’est présentée qu’au La présélection des mesures d’assainissement est un chapitre 4. tri sommaire des mesures envisageables à étudier plus en détail. Elle se fonde sur les conditions spécifiques Présélection des mesures : marche à suivre du cours d’eau et du bassin versant, des considérations Cette étape de travail consiste en principe i) à prendre techniques et une estimation approximative des coûts, en considération toutes les mesures envisageables, ii) à afin d’exclure les mesures dont le coût serait de toute identifier les mesures réalisables et iii) à rejeter les meévidence disproportionné. Ce tri ne correspond pas en- sures qui seraient d’emblée disproportionnées. core à la définition de priorités ni au choix des mesures

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 30

À titre d’aide pour la phase i), l’annexe E contient (sous Fig. 9 « Mesures envisageables ») une liste et une brève des- Tri sommaire des mesures d’assainissement (présélection). cription des mesures de construction et d’exploitation possibles. Le cas échéant, il convient par ailleurs de tenir compte également d’autres solutions qui auront été

Effet écologique global mises au point depuis l’élaboration du présent module. Lors de la présélection des mesures, il est recommandé, lorsque cela paraît judicieux et en particulier dans le cas

(estimation) de petites installations, d’évaluer la possibilité d’une déconstruction. Il vaut également la peine, au cours de cette présélection, d’envisager des mesures d’exploitation, car elles peuvent offrir des solutions souples et conformes au Coûts des mesures d’assainissement principe de proportionnalité. Mesure respec- Mesure à vérifier Mesure paraissant tant à l’évidence et à étudier plus en de toute évidence le principe de détail disproportionnée La phase ii) est une évaluation sommaire des conditions la proportionnalité (à écarter des études techniques (débit minimal requis pour actionner les tur- approfondies) bines, durée de la mise en route et de l’arrêt des turbines, p. ex.), ainsi que des conditions spécifiques au cours d’eau et au bassin versant (protection contre les crues, Estimation de l’effet écologique global aspects territoriaux tels que le réseau hydrographique, L’effet écologique global est estimé à partir de l’améliorales zones urbanisées et les infrastructures, dispositions tion (évaluée par un spécialiste) de l’état écologique selon régissant la protection, etc.), qui sert à déterminer les les classes d’état des indicateurs. mesures réalisables. Dès la présélection des mesures, il est recommandé de prendre en considération les aspects Estimation des coûts du développement durable, tels les effets d’une mesure Les coûts des travaux de construction (sans l’étude de d’assainissement sur la production d’énergie, la protec- projet, l’acquisition de terrain et les conséquences sur tion contre les crues, la valeur récréative ou l’esthétique l’exploitation) dépendent du site. Il est toutefois possible du paysage. d’en établir une estimation approximative en considérant les données disponibles sur des constructions ou des La phase iii) évalue les mesures en fonction de leur type éléments de construction similaires et les spécificités lo- (volumes de rétention souterrains ou à l’air libre, dériva- cales (cf. p. ex. Bieri 2012, bassin de rétention des KWO1, tions directes, etc.), de leur effet écologique global et de bassin de rétention de Tierfehd et de Linthal2). Il convient leur coût. Elle sert à identifier les types de mesures qui de déterminer les coûts des mesures d’assainissement

sont manifestement disproportionnées, compte tenu de avec plus de précision dans le cadre de l’étude des valeurs effets et de leur coût (fig. 9), ou qui sont absolument riantes et du choix des mesures (cf. chap. 4), pour pouvoir incompatibles avec d’autres conditions générales, et qu’il prouver l’optimisation des variantes et favoriser un choix convient dès lors d’éliminer a priori. Nous partons de l’hy- transparent et objectif de la meilleure variante. pothèse que les cas où il n’existe aucune mesure respectant le principe de la proportionnalité sont l’exception. Estimation des volumes de rétention Lorsque la mesure d’assainissement prévoit de stocker l’eau, dans un bassin ou une caverne de rétention par exemple, il faut garder à l’esprit que l’effet de la mesure dépend du régime d’exploitation de la centrale et du vo-

1 L e montant exact des coûts a été consulté dans la littérature non accessible au public. L’échange de valeurs empiriques est possible dans le cadre

d’une collaboration bilatérale ciblée entre des détenteurs de centrales. 2 Idem.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 31

rer très onéreux. Pour éviter des dépenses inutiles, il est Exemple : Forces motrices de l’Oberhasli (KWO) recommandé aux détenteurs de la centrale existante à Les Forces motrices de l’Oberhasli (KWO) ont envi- assainir de consulter l’autorité cantonale avant de prosagé à titre de mesure réalisable d’une part de dé- céder à l’étude de variantes (cf. chap. 4), afin de définir verser directement l’eau turbinée dans le lac de le contenu de cette étude (de même que d’éventuelles Brienz et d’autre part de la retenir dans un volume de exigences et conditions fondamentales). Cette concertarétention entre la centrale et le point de sa restitution tion se fonde sur les résultats des analyses des déficits dans l’Aar du Hasli. Même en tenant compte de et des causes, ainsi que sur la formulation des objectifs l’électricité qu’il permettrait de produire en raison de et la présélection, dûment motivée, des mesures d’assaison dénivelé, le déversement direct, à assurer par nissement à étudier (pts 3.2 à 3.5). une galerie de 16 km à construire entre la restitution actuelle et le lac de Brienz, engendrerait des coûts La concertation doit également servir à assurer la coordimanifestement disproportionnés et l’entreposage nation avec d’autres mesures de protection des eaux (redes matériaux excavés modifierait de plus sensible- vitalisation des cours d’eau et des zones alluviales, rétament le paysage. Considérant le rapport coût/utilité blissement de la libre migration des poissons et du régime de cette solution et son impact sur le paysage, les de charriage, garantie de débits résiduels convenables, KWO ont, après le tri sommaire des mesures d’assai- protection contre les crues, protection des eaux souternissement, concentré leurs investigations sur des raines, etc.) et avec d’autres projets (telle la construction variantes prévoyant divers volumes de rétention de nouvelles centrales hydroélectriques) dans le bassin (jusqu’à 100 000 m3) et une optimisation du pilotage versant (cf. à ce sujet les pts 2.4 et 4.4 et l’annexe D des dispositifs restituant les eaux turbinées « Fiche de suivi »). Les aspects du développement durable (Schweizer et al. 2013 (3)–(4)). peuvent également intervenir dans le choix des mesures à étudier plus avant.

lume à disposition, ainsi que du type et de la souplesse Il est par ailleurs conseillé d’entamer, dès ce stade, un de son pilotage. Le volume de rétention doit être optimisé travail d’information auprès d’autres acteurs ou groupes grâce à un pilotage ciblé de son effluent (cf. annexe E, concernés (ONG, propriétaires de terrains, milieux agrisous « Pilotage des mesures »), compte tenu des déficits, coles, communes, etc.), afin de porter à leur connaissance des causes et des objectifs définis, et non seulement sur la situation existante, les objectifs et l’orientation générale la base du rapport entre débit d’éclusée et débit plan- des mesures envisagées et de leur permettre d’exprimer cher. L’art. 39a, al. 1, LEaux contraint en effet les déten- leurs préoccupations. Cette information est d’autant plus teurs de centrales à empêcher ou à éliminer les atteintes importante si les mesures envisagées requièrent des tergraves et non pas à respecter une certaine valeur de ce rains étendus ou risquent d’empiéter sur des surfaces d’asrapport. Des volumes de rétention sensiblement plus pe- solement. Des idées pratiques pour identifier les acteurs et tits peuvent dès lors suffire à éliminer les atteintes, et ce les groupes concernés et les impliquer dans le processus constat exerce une influence directe sur la faisabilité et et sa planification figurent dans deux documents publiés sur la proportionnalité de la mesure. par le groupe de travail « Dialogue Énergie hydraulique » de l’Agenda 21 pour l’eau (Agenda 21 pour l’eau 2012 et 2013). Plus généralement, le volet 8 « Démarche parti-

3.6 Concertation entre le détenteur de la cipative », du guide pratique Gestion par bassin versant

centrale et les autorités cantonales (OFEV 2012) traite de la participation de diverses entités à ce type de démarche, tandis que la « Directive de la Sens et but de la concertation Confédération sur l’étude de l’impact sur l’environnement » Les travaux comprenant la mise au point des mesures (Manuel EIE, module 3 « Procédures», OFEV 2009) décrit d’assainissement, l’évaluation des variantes et le choix de les procédures à appliquer lorsque les mesures à réaliser la meilleure variante peuvent prendre du temps et s’avé- sont soumises à l’étude d’impact sur l’environnement (EIE).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 32

4 Étude de variantes et choix des

mesures d’assainissement

4.1 Aperçu 4.2 Étude de variantes

Cette étape comprend l’élaboration de variantes de me- Description détaillée des variantes sures d’assainissement, puis l’évaluation de leur capacité Pour prévoir l’effet des mesures d’assainissement et estià atteindre les objectifs définis (cf. 3.4), c’est-à-dire à mer leurs coûts, il faut partir d’une description détaillée de éliminer ou à prévenir des atteintes graves. Ces mesures l’installation (spécifications techniques, réservoir, prises doivent être à même d’apporter l’amélioration écologique d’eau, restitution d’eau, exploitation selon la concession requise et correspondre à l’état de la technique. Les assortie d’éventuelles restrictions) et des mesures d’asmesures élaborées au cours de l’étude de variantes se sainissement (type de mesure, emplacement, taille, etc.). fondent par ailleurs sur les critères énumérés à l’art. 39a, Afin d’assurer une évaluation suffisamment précise de al. 2, LEaux. Selon cette disposition, le choix des me- la faisabilité des mesures compte tenu du bassin versures d’assainissement doit tenir compte de la gravité sant et des contraintes techniques, ainsi que des coûts, des atteintes et du potentiel écologique du cours d’eau, la description doit également fournir un dimensionnement de même que de la proportionnalité des coûts, de la préliminaire des éléments de construction déterminants, protection contre les crues et des objectifs de politique quantifier les éventuels terrains nécessaires pour réaliser énergétique en matière de promotion des énergies re- la mesure prévue et ceux requis pour un entreposage dénouvelables. Lors de leur élaboration, les mesures visant finitif de matériaux excavés, de même que décrire l’évenà atténuer l’effet des éclusées doivent de plus être har- tuelle influence de la mesure sur le fonctionnement de monisées au niveau du bassin versant, et pas seulement l’installation (production d’électricité). entre elles, mais aussi avec d’autres mesures de protection des eaux non spécifiques aux éclusées (art. 39a, Détermination de l’effet écologique des mesures al. 3, LEaux en relation avec l’art. 46, al. 1, OEaux). destinées à assainir les éclusées Avant de pouvoir déterminer l’effet écologique des me- Au terme de l’étude détaillée des mesures et de leur éva- sures, il faut commencer par établir une prévision de l’état

luation selon les étapes de travail décrites ci-après – du cours d’eau concerné après mise en œuvre des mei) étude de variantes, ii) choix des mesures d’assainisse- sures visant les éclusées. L’évaluation de cet état permet ment, iii) coordination avec d’autres mesures de protection ensuite de procéder à une comparaison avec les objectifs des eaux – il est possible de déterminer la mesure d’as- définis et d’estimer ensuite le degré de réalisation des sainissement la plus appropriée (meilleure variante), qui objectifs. Une fois agrégés, ceux-ci fourniront le degré sera soumise pour examen au canton et, le cas échéant, de réalisation global. Celui-ci correspond à l’effet écoà l’OFEV (fig. 2). Il appartient alors aux autorités canto- logique global de la mesure d’assainissement et sera nales de choisir la meilleure variante pour l’élaboration notamment mis en rapport avec les coûts lors du choix du projet. de la mesure la plus appropriée (cf. 4.3). L’agrégation ne doit pas conduire à calculer des facteurs limitants isolés. L’annexe G, partie III, présente les exigences relatives aux Ceux-ci doivent être appréciés par des spécialistes lors documents à remettre au cours de l’étape 2 des travaux. de l’évaluation des mesures d’assainissement.

Prévision de l’état du cours d’eau après assainissement Les indicateurs les plus appropriés pour prévoir l’état d’un cours d’eau après réalisation des mesures d’as-

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 33

sainissement sont les suivants : Échouage de poissons, Modélisations Frayères, Habitabilité pour les poissons, Habitabilité pour Les coûts des modélisations hydrauliques doivent en le macrozoobenthos, Température de l’eau, Paramètres principe correspondre à la complexité du bassin versant hydrologiques. (nombre d’installations provoquant des éclusées, morphologie existante et future, longueur et taille, rôle et po- L’état d’un cours d’eau à éclusées après assainissement tentiel écologiques du cours d’eau, etc.). sera estimé au moyen d’instruments de modélisation appropriés, tels des modèles mathématiques et, le cas Des modèles hydrauliques unidimensionnels ou bidiéchéant, des modèles physiques (annexe F). Pour com- mensionnels non stationnaires (fonctions du temps) sont pléter ces prévisions, divers tests (essais d’éclusées, utilisés dans des bassins versants ou réseaux hydrograséries de tests standardisés, etc.) peuvent être réalisés phiques complexes. Dans de tels cas et en particulier dans le cours d’eau. Ces tests ne portent cependant que lorsque les éclusées provoquées par plusieurs centrales sur une période limitée et ne peuvent illustrer que des hydroélectriques s’additionnent, il importe de cerner les effets à court terme. Mais d’autres outils peuvent être phénomènes ci-après : la vitesse de propagation des vautiles : expertises établies par des spécialistes, compa- gues, la rétention dynamique (qui atténue l’éclusée) ou, le raisons transversales et raisonnements par analogie. cas échéant, l’alignement des ondes (qui renforce l’éclusée), de même que le déplacement spatial et temporel Pour concevoir des modèles prédictifs, il faut disposer de des éclusées. Pour pouvoir s’appliquer, de tels modèles données exhaustives sur les cours d’eau subissant des doivent être étalonnés à l’aide des données disponibles atteintes dues aux éclusées et sur les hydrogrammes sur le débit. correspondants. Normalement, les données sur le tronçon à éclusées et sur ses diverses portions sont déjà col- Si des modèles bidimensionnels, voire tridimensionlectées lors du relevé des données de base (annexe B) nels, sont certes requis pour évaluer les habitats et tidans le cadre de l’évaluation de l’état actuel (cf. chap. 3). rer au clair des points de détail, ils sont toutefois très

Si d’autres mesures que celles visant les éclusées, telles coûteux. Nous proposons dès lors de ne pas les utiliser des modifications hydrologiques ou morphologiques (as- pour chaque tronçon subissant des atteintes dues aux sainissement des débits résiduels, rétablissement du ré- éclusées, mais de réserver leur usage à des tronçons regime de charriage, revitalisations ou projets de protection présentatifs de chaque type de morphologie existant ou contre les crues, etc.), sont prévues sur le cours d’eau prévu (lit canalisé, avec bancs de gravier, ramifié, etc.). concerné, il importe de les intégrer également dans le Les tronçons étudiés (tronçons a à c dans le tab. 2) feront modèle. L’état prévisible après la mise en œuvre des me- ensuite l’objet d’une modélisation pour chaque mesure sures tiendra ainsi compte de l’état futur (même influen- envisagée, les résultats du modèle unidimensionnel poucé par la réalisation d’autres modifications). Les hydro- vant alors fournir les conditions hydrauliques générales grammes représentatifs pour le cours d’eau peuvent être (tels les niveaux d’eau et les débits). établis selon l’annexe E. Appliquées aux tronçons sélectionnés afin de prévoir la L’annexe F fournit des informations sur les principaux as- situation qui s’y présentera après assainissement, les mopects dont il faut tenir compte lors du choix des instru- délisations fournissent des données permettant d’évaluer ments de modélisation et mentionne des modélisations l’état des indicateurs prévisibles. Elles comprennent en récentes conçues dans le cas d’éclusées. L’annexe C principe les profondeurs de l’eau et les vitesses d’écoulecontient quant à elle des bases théoriques pour les indi- ment dans le tronçon modélisé et la stabilité du substrat cateurs à inclure dans la modélisation, telles les courbes si la granulométrie est prise en compte. À partir de ces de préférence pour les poissons et les macroinvertébrés, données, il est possible d’identifier les surfaces qui seront et des informations sur les kits d’analyse (cf. indica- immergées et celles mises à sec lors des éclusées, ainsi teur P3*) utilisés dans les cours d’eau. que l’habitabilité du tronçon pour différents débits et la stabilité des frayères.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 34

Évaluation de l’état après assainissement Détermination du degré de réalisation des mesures L’état prévisible après mise en œuvre des mesures d’as- d’assainissement sainissement des éclusées est évalué à l’aide de fonc- Le degré de réalisation des objectifs formulés au point 3.4 tions de valeur. L’annexe C indique ces fonctions pour les résulte de la comparaison entre l’état prévisible dans le différents indicateurs. cours d’eau concerné après mise en œuvre des mesures visant les éclusées et l’état cible défini. Il est calculé pour La prévision établie pour le tronçon étudié (grâce au mo- chaque mesure d’assainissement, chaque tronçon de dèle) permet de connaître l’état futur de tous les indi- cours d’eau et chaque indicateur (« Degré de réalisation cateurs pris en considération lors de la formulation des des objectifs » dans le tab. 2). La valeur que l’on obtient objectifs (cf. 3.4). Cet état est ensuite apprécié à l’aide correspond à la différence entre la classe de l’état prod’une fonction de valeur, puis repris pour les tronçons de nostiqué et celle des objectifs formulés. cours d’eau correspondants. Pour chaque mesure d’assainissement, l’appréciation de l’état prévisible fournit Détermination de l’effet global des mesures la classe d’état des différents indicateurs dans chaque d’assainissement tronçon de cours d’eau (« État prévisible après assainis- Pour pouvoir comparer les différentes mesures entre elles, sement » dans le tab. 2), qui permet de déterminer le de- il convient d’agréger les degrés de réalisation des diffégré de réalisation des objectifs. rents objectifs en un degré global de réalisation (= effet

Tab. 2 Effet écologique global des mesures d’assainissement. Le tableau doit comprendre tous les indicateurs définis lors de la formulation des objectifs selon le point 3.4. L’exemple tient compte de trois tronçons de cours d’eau (a, b et c) et de trois mesures d’assainissement (M1, M2 et M3). Tableau 2 : Effet écologique global des mesures d'assainissement.

Degré de réalisation des objectifs État prévisible après assainissement t écologique global des mesures d'assainissement. État actuel État cible (Δ état prévisible - état cible) M1 M2 M3 M1 M2 M3 Set d'indicateurs pertinents Tableau 2 : Effet écologique(exemple) global des mesures Tronçon d'assainissement. Tronçon de Degré de réalisation des objectifs de assainissement État prévisible après État actuel État cible cours d'eau cours d'eau (Δ étatTronçon de- état prévisible courscible) d'eau Tronçon de cours d'eau M1 M2 M3 M1 M2 M3 Degré de réalisation des objectifs cateurs pertinents (exemple) Tronçon de Tronçon de a b c a État actuel b c État cible a b État c a prévisible b aprèsc a b c assainissement a b c a b c a b c (Δ état prévisible - état cible) Tronçon de cours d'eau Tronçon de cours d'eau cours d'eau cours d'eau (exemple) M1 M2 M3 M1 M2 M3 P2* Échouage de Setpoissons d'indicateurs pertinents cours d'eau 0 0 -1 1 0 Tronçon de cours d'eau 0 0 -1 -1 Truite fario, stade larvaire (mars, avril) cours d'eau cours d'eau e de poissons 1 1 2 3 4 4 3 4 3 4 a4 b4 c3 3 a 3 b 0c 0 a -1b 1 c 0 a 0 b 0 c -1a -1b c a b c a b c a b c tade larvaire (mars, P2* avril)Échouage de poissons 1 1 2 3 4 4 3 4 4 3 4 4 3 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 juvéniles Truite fario, P2* Échouage(d'avril de à sept.) poissons 1 1 2 3 4 4 3 4 3 4 4 4 3 3 3 0 0 -1 1 0 0 0 -1 -1 e de poissons Truite1 fario, 1 2 stade 3larvaire 4 4(mars, 3avril) 4 4 3 4 4 3 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 véniles (d'avril à sept.) P6 Habitabilité pour les poissons 2 2 2 4 3 3 3 4 3 4 4 3 4 3 3 -1 1 0 0 1 0 0 0 0 Truite fario, P2* Échouage juvéniles de poissons (d'avril à sept.) 1 1 2 3 4 4 3 4 4 3 4 4 3 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 é pour les poissons Truite2 fario, 2 2 juvéniles 4 3(d'avril 3à sept.) 3 4 3 4 4 3 4 3 3 -1 1 0 0 1 0 0 0 0 véniles (d'avril à sept.) D2 Paramètres hydrologiques P6 Habitabilité pour les poissons 1 2 2 3 2 24 44 43 3 3 34 43 3 3 4 4 4 4 3 44 43 43 -1 10 0-1 0-1 1 0 0 0 0 00 00 -1 0 s hydrologiques Truite1 fario, 2 3 juvéniles 4 4(d'avril 4à sept.) 3 4 3 3 4 4 4 4 4 -1 0 -1 -1 0 0 0 0 0 B5 Habitabilité pour le macrozoobenthos 3 4 5 4 4 5 3 4 5 3 4 5 4 4 5 -1 0 0 -1 0 0 0 0 0 é pour le macrozoobenthos D2 Paramètres hydrologiques 1 2 3 4 4 4 3 4 3 3 4 4 4 4 4 -1 0 -1 -1 0 0 0 0 0 3 4 5 4 4 5 3 4 5 3 4 5 4 4 5 -1 0 0 -1 0 0 0 0 0 autres

Éventuels B5 indicateurs Habitabilité pertinents pour le macrozoobenthos 3 4 5 4 4 5 3 4 5 3 4 5 4 4 5 -1 0 0 -1 0 0 0 0 0 res indicateurs pertinents Degré de réalisation des objectifs par tronçon (somme des indicateurs ci-dessus) -3 1 -2 -1 1 0 0 -1 -1 Éventuels des Degré de réalisation autres indicateurs objectifs pertinents par tronçon (somme des indicateurs ci-dessus) -3 1 -2 -1 1 0 0 -1 -1 Effet global Effet global = degré global de réalisation (somme=des degré Degré global de de indicateurs pour éalisation réalisation tous (somme lesobjectifs des tronçons)par des indicateurs tronçon (somme 0pour tous des -2 tronçons) les indicateurs ci-dessus) -3 1-4 -2 -1 1 0 0 0 -1 -2

Coût Effet global = degré global detotal en CHF(somme réalisation 10 000 indicateurs Coût pour 13 total tous en tronçons) -2000 000 -4 000 15 000 000 13 10 000

Classe Coût total en CHF Classe 10 000 000 15 000 000 13 000 000 État Réalisation de l'objectif État Réalisation de l'objectif d'état d'état excellent 5 Objectif dépassé État 1 Classe excellent 5 Objectif dépassé Réalisation de l'objectif 1 bon 4 Objectif atteint 0 d'état

4 Objectif atteint 0

moyen 3 Objectif nonbon atteint -1 excellent 5 Objectif dépassé 1 médiocre 2 moyen bon

34 Objectif non

Objectif atteintatteint 0 -1 mauvais 1 médiocre moyen 23 Objectif non atteint -1 mauvais médiocre 12 mauvais 1

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 35

global). On agrège tout d’abord les degrés de réalisation était connu au moment où la réglementation des écludes indicateurs pour chaque tronçon, avant d’agréger les sées dans la loi fédérale sur la protection des eaux a été résultats des divers tronçons. élaborée (200 à 400 ha ; cf. FF 07.492, 2008, p. 7334).

Pour chaque tronçon et chaque mesure, l’agrégation Nous décrivons ci-après comment tenir compte de ces criconsiste à additionner les degrés de réalisation des diffé- tères lors du choix des mesures d’assainissement (pts 4.3.1 rents indicateurs. Elle fournit un degré de réalisation des à 4.3.3) et fournissons une aide afin d’apprécier les difféobjectifs par tronçon de cours d’eau (tab. 2). L’agrégation rents critères lors du choix de la meilleure variante (cf. 4.3.4). de tous les tronçons considérés en vue d’obtenir un effet global pour chaque mesure d’assainissement consiste à additionner le degré de réalisation des objectifs dans 4.3.1 Proportionnalité des coûts chacun des tronçons de cours d’eau (tab. 2). Malgré la détermination de l’effet global, les différents facteurs li- Analyse coûts-utilité mitants restent visibles dans le tableau 2. Ces facteurs Une analyse coûts-utilité s’impose pour évaluer la prodevront être appréciés par des spécialistes lors de l’éva- portionnalité des coûts. Cette analyse met en rapport luation des mesures d’assainissement. l’effet écologique global des mesures élaborées au cours de l’étude de variantes (cf. 4.2, tab. 2) et leur coût (fig. 10). Si cette méthode devait s’avérer insuffisante dans les cas complexes, il est possible d’appliquer des méthodes plus Fig. 10 fines, qui pondèrent les tronçons ou les facteurs limitants Rapport entre effet global et coûts ; il sert à déterminer la meilleure (p. ex. en fonction de la longueur du cours d’eau, de la lar- mesure d’assainissement. geur de son lit, de son numéro d’ordre hydrographique ou L’axe des ordonnées quantifie l’effet écologique global des mesures de son potentiel écologique). Quelle que soit la démarche (M1 à M6 en l’occurrence) mesuré sur la base du degré global de retenue, il importe d’assurer sa compréhension en la dé- réalisation des objectifs selon le tableau 2 (objectif atteint = 0, crivant clairement et en expliquant pourquoi elle a été objectif dépassé = nombres positifs, objectif non atteint ou partiellechoisie. Outre cette démarche, il est par ailleurs recom- ment atteint = nombres négatifs). L’axe des abscisses exprime le coût mandé de demander à des spécialistes de valider l’effet total des mesures. Les barres horizontales illustrent la variabilité des

global prévu en prenant en considération l’état prévisible coûts (+/– 20 %) et les barres verticales la variabilité de l’effet global des différents indicateurs et tronçons. (+/– 1 point, p. ex.). Les meilleures mesures se trouvent en haut à gauche (M2 et M6), les moins bonnes en bas à droite (M5).

Effet écologique global

4.3 Choix des mesures d’assainissement 4

Une fois que l’effet écologique global des mesures d’as- 2

sainissement a été déterminé dans le cadre de l’étude de M2 M4 variantes, il convient d’apprécier les variantes élaborées et de les classer par ordre des priorités afin de choisir la

(= degré global de réalisation des objectifs) mesure la plus appropriée (meilleure variante) en tenant compte de la gravité des atteintes et du potentiel écolo- M1 gique du cours d’eau, de la proportionnalité des coûts, de M5

la protection contre les crues et des objectifs de politique –6 5 10 15 20 25 30 35 40 énergétique en matière de promotion des énergies renouvelables. Les critères de choix peuvent également inclure Coût total (en millions de CHF)

le besoin en terrains et, plus spécialement, la perte de Objectif non atteint terres cultivables. Relevons à ce sujet que le besoin en Objectif dépassé Objectif atteint ou partiellement atteint terrains pour aménager des bassins de compensation

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 36

Une première estimation sommaire des coûts, norma- • La mesure doit être adéquate pour atteindre l’objectif lement entreprise lors de la présélection des mesures visé. à étudier (cf. 3.5), a déjà permis d’éliminer les mesures → Dans la figure 10, cette qualité est vérifiée sur la manifestement disproportionnées. Lors du choix des base de l’effet écologique global : M2, M4 et M6 mesures, on détermine avec davantage de précision sont des mesures adéquates. tous les frais prévisibles qui occupent une place non • La mesure doit par ailleurs être nécessaire (« internégligeable dans le coût global d’une mesure d’assai- diction » de prendre des mesures excessives). Il s’agit nissement. À ce stade, il importe également de prendre d’atteindre les objectifs avec le minimum de moyens en considération les coûts des terrains requis, dans la (du point de vue matériel, temporel, spatial, financier mesure où ils revêtent de l’importance pour la réalisa- et des ressources humaines). Dans le domaine qui nous tion des mesures envisagées. Un décompte plus détaillé occupe, c’est la vérification des moyens financiers reencore intervient par la suite, lors de la mise en œuvre quis (aussi modestes que possible) qui est prioritaire. des mesures (fig. 2), et est décrit dans le module « Fi- → Dans la figure 10, cette qualité est vérifiée en comnancement » (OFEV 2016). parant les coûts des diverses variantes (nécessité matérielle). Parmi les mesures qui permettent d’at- La détermination de l’effet global et l’estimation des coûts teindre les objectifs définis (M2, M4 et M6), M2 et des mesures d’assainissement sont entachées d’incerti- M6 sont sensiblement moins onéreuses que M4. tude. Il est dès lors conseillé de soumettre ces mesures à Cette dernière n’est donc pas nécessaire du point une analyse de sensibilité, c’est-à-dire de se demander de vue financier et se révèle donc disproportionnée. comment évolue le rapport entre les différentes mesures • Une mesure est acceptable, lorsque le rapport entre (leur position dans la fig. 10) si leur effet global ou leurs objectif et moyens utilisés est raisonnable. Une mesure coûts sont sous-estimés ou surestimés. Pour y répondre, adéquate et nécessaire peut ainsi s’avérer dispropornous proposons de considérer une variation de +/– 20 % tionnée lorsque ses coûts présentent, par exemple, un

du paramètre « coûts ». Si la variation des coûts gomme rapport disproportionné avec ses effets ou que la resl’écart entre les différentes mesures (plusieurs d’entre triction qu’elle impose à la situation juridique de partielles affichant une enveloppe financière similaire), il faut culiers est par trop grande en regard de l’intérêt public procéder à une estimation plus détaillée des coûts. À titre poursuivi. d’exemple, la figure 10 montre que les barres horizontales → Lors de la vérification de l’acceptabilité, les mede la variabilité des coûts (+/– 20 %) des mesures M1, sures M2 et M6 de la figure 10 pourraient par M2, M3 et M6 se recoupent. Les mesures M2 et M6 étant exemple être écartées, bien qu’elles soient toutes proches de par leur effet écologique global et pouvant deux adéquates et nécessaires. toutes deux constituer la meilleure variante, il faut cerner leurs coûts avec plus de précision afin de pouvoir les Le choix des mesures tient compte de la proportionnadépartager. Une analyse de sensibilité de l’effet global lité, dans la mesure où chaque variante est qualifiée de est très complexe et ne peut être réalisée que par des proportionnée ou de disproportionnée sur la base des crispécialistes expérimentés. Notre exemple (fig. 10) pose tères ci-dessus. L’évaluation de la proportionnalité doit comme hypothèse que la variabilité de l’effet global de être clairement justifiée et documentée. toutes les mesures est de +/– 1 point. Il se peut toutefois qu’une mesure de construction op- Évaluation de la proportionnalité timale du point de vue écologique (meilleur effet global) Une mesure est en principe proportionnelle lorsqu’elle est soit qualifiée de disproportionnée dans un cas spécifique adéquate, nécessaire et acceptable pour atteindre l’ob- et que le détenteur de la centrale refuse d’appliquer des jectif défini. Évaluer la proportionnalité consiste toujours mesures d’exploitation. Dans de tels cas (exceptionà comparer dépenses et utilité. La proportionnalité des nels tout de même), un projet d’assainissement peut se coûts peut être vérifiée comme suit à l’aide de l’analyse contenter d’améliorer la situation écologique sans élicoûts-utilité : miner complètement les atteintes graves (autrement dit,

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 37

il est possible de choisir des mesures qui n’atteignent atteindre seront par exemple fixés à un niveau plus élevé que partiellement les objectifs définis, telle M3 dans la si le potentiel écologique d’un cours d’eau est moyen ou fig. 10). Lorsqu’il n’existe aucune mesure de construction élevé. respectant le principe de la proportionnalité, une installation peut, à titre exceptionnel, être libérée de l’obligation Le potentiel écologique est divisé en trois catégories : d’assainir, malgré la non-réalisation de mesures d’assai- faible, moyen et élevé. La gravité des atteintes, identique nissement. L’installation ne sera toutefois pas considérée pour toutes les mesures, est également divisée en trois comme assainie pour autant. catégories : moyenne, élevée et très élevée. Dans chaque cas, l’application de ces deux critères doit être clairement Lors du renouvellement de la concession d’installations expliquée. non entièrement assainies, l’autorité compétente doit en particulier appliquer les principes suivants : Le potentiel écologique intervient dans le choix des mesures d’assainissement, puisqu’une mesure qui engendre

• En cas de renouvellement de la concession, le requé- un effet global plus grand, mais s’avère plus coûteuse rant doit en principe respecter la législation en vigueur. (M6 comparée à M2 dans la fig. 10, p. ex.), se justifie- Celle-ci inclut notamment l’art. 39a LEaux. ra par exemple en raison du grand potentiel écologique

• L’étude d’impact sur l’environnement doit décrire les du cours d’eau et sera dès lors retenue comme étant la atteintes que les éclusées portent au cours d’eau et meilleure variante. déterminer s’il existe des mesures de construction conformes au principe de proportionnalité pour les éliminer. En vertu de l’art. 39a LEaux, des mesures 4.3.3 Protection contre les crues et objectifs d’exploitation ne sont possibles que sur demande du de politique énergétique détenteur de la centrale hydroélectrique même dans le cas du renouvellement d’une concession. Protection contre les crues La protection contre les crues est prise en compte, Lorsqu’il s’avère impossible d’éliminer l’atteinte grave à puisque l’influence de la mesure d’assainissement sur

l’aide de mesures de construction conformes au prin- cette protection fait l’objet d’une estimation par des excipe de proportionnalité, l’autorité compétente se fonde perts ou, le cas échéant, d’un calcul spécifique. Cette insur l’intérêt public pour décider ou non de renouveler la fluence est divisée en trois classes : positive, neutre (pas concession (art. 39 LFH, art. 2, lal. 2, LFSP). Elle peut d’influence) ou négative. alors être amenée à conclure que la concession ne peut être octroyée que si des mesures d’exploitation sont L’évaluation de l’influence sur la protection des crues déprises afin d’atténuer les effets des éclusées. Si les me- pend de chaque cas particulier et doit être clairement exsures d’exploitation ont certes pour objectif d’éliminer pliquée. La prise en considération de cette influence peut l’atteinte grave, leur ampleur sera néanmoins déterminée conduire à choisir des mesures plus coûteuses ou des par l’intérêt public. mesures n’engendrant qu’un effet écologique moindre.

Objectifs de politique énergétique en matière de

4.3.2 Gravité des atteintes et potentiel écolo- promotion des énergies renouvelables

gique Les objectifs de politique énergétique en matière de promotion des énergies renouvelables sont pris en compte, La gravité des atteintes et, en particulier, le potentiel puisque l’on estime l’influence possible de la mesure écologique sont pris en compte pour formuler les objectifs d’assainissement sur la production d’électricité expri- (cf. 3.4) et interviennent donc indirectement dans l’éva- mée en kilowattheures. Cette influence est divisée en luation de l’effet écologique global des mesures d’assai- trois classes : accroissement de la production, neutre (ni nissement (tab. 2). Les objectifs que les mesures doivent accroissement ni diminution de la production) et diminu-

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 38

tion de la production. Il importe par ailleurs de considé- proportionnalité des coûts, la protection contre les crues rer aussi l’influence de la mesure d’assainissement sur et les objectifs de politique énergétique en matière de le stockage saisonnier de l’énergie ainsi que sur l’offre promotion des énergies renouvelables (tab. 3). Pour prode services système (adaptabilité de la production). Ces céder à cette pesée, il faut, en particulier dans les cas influences sont également réparties en trois catégories : complexes, avoir une vue d’ensemble des problèmes en positive, neutre (aucune influence) et négative. présence et disposer d’une bonne expérience ainsi que d’un grand savoir-faire. La manière d’évaluer l’effet sur la production, sur le stockage saisonnier et sur l’adaptabilité de la production d’une La pesée des intérêts consiste le plus souvent en un jugecentrale hydroélectrique varie d’un cas à l’autre, mais doit ment subjectif, qui dépend de chaque situation spécifique toujours être clairement expliquée. La prise en compte de et qu’il n’est pas possible de systématiser entièrement. ces influences peut conduire à choisir des mesures plus Quoi qu’il en soit, le choix de la meilleure variante doit, coûteuses ou des mesures à effet écologique moindre. dans tous les cas, être clairement expliqué et documenté.

L’exemple du tableau 3 illustre une manière de procé- 4.3.4 Choix de la mesure la plus appropriée der afin de respecter les critères énumérés à l’art. 39a, (meilleure variante) et vérification par les al. 2, LEaux. Dans cet exemple, la mesure M6 pourrait autorités être retenue comme la meilleure variante, car elle atteint au mieux tous les objectifs. Autrement dit, elle engendre Choix de la meilleure variante le meilleur effet écologique global dans un cours d’eau Le choix de la mesure la plus appropriée (meilleure va- présentant un potentiel écologique élevé, elle est proriante) passe par une pesée des intérêts entre la gravité portionnée, exerce une influence neutre sur la protection des atteintes, le potentiel écologique du cours d’eau, la contre les crues et n’a qu’une influence négative minime

Tab. 3 Choix de la mesure la plus appropriée (meilleure variante) compte tenu de l’effet écologique global et des critères énumérés à l’art. 39a, al. 2, LEaux. Cet exemple reprend les mesures de la figure 10 qui atteignent les objectifs définis (M2, M4 et M6).

Mesures atteignant les objectifs

Effet écologique global (0 = objectif atteint ; > 0 = objectif dépassé) 0 0 2

Coût total (CHF) 15 000 000 25 000 000 16 000 000

Autres critères à prendre en compte en compte en vertu l’art. 39a, al. 2, LEaux : a) gravité des atteintes (moyenne, élevée, très élevée) très élevée très élevée très élevée b) potentiel écologique (faible, moyen, élevé) élevé élevé élevé c) proportionnalité des coûts (proportionnés, disproportionnés) proportionné disproportionné proportionné d) protection contre les crues (influence positive, neutre, négative) neutre neutre neutre e) […] promotion des énergies renouvelables    e.1) influence sur la production (hausse de la production, sans influence, diminution de la diminution de la neutre diminution de la production) production production

e.2) influence sur le stockage saisonnier (positive, neutre, négative) neutre positive négative    e.3) influence sur l’adaptabilité de la production (positive, neutre, négative) neutre positive négative

Évaluation globale pour le choix de la mesure la plus appropriée 2e choix 3e choix Meilleure variante (meilleure variante)

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 39

sur les objectifs de la politique énergétique en matière de complexité, l’assainissement des éclusées exige parfois promotion des énergies renouvelables. plus de temps que les autres assainissements. Cela ne saurait toutefois justifier que ces derniers soient retar- Le choix de la mesure la plus appropriée doit également dés ou reportés. Il convient par ailleurs de tenir compte garantir une marge de manœuvre suffisante pour piloter d’autres mesures – réalisées, à l’étude ou prévues – telle la mesure d’assainissement, par exemple pour permettre la construction de nouvelles centrales pouvant influencer de futures revalorisations morphologiques ou des modi- l’effet des mesures d’assainissement. fications de l’exploitation de la centrale. Rapports entre les mesures visant les éclusées et Il importe par ailleurs de tenir compte de la capacité d’autres mesures de protection des eaux d’adaptation des mesures d’assainissement à une évo- D’autres mesures de protection des eaux peuvent avoir lution du cadre général. À cet effet, il faut évaluer l’adé- un effet préalable, c’est-à-dire être mises en œuvre avant quation des mesures en cas de modification du mode celles visant les éclusées (revitalisation ou améliorations d’exploitation (suite à des changements sur le marché de morphologiques dans le cadre d’un projet de protection l’électricité) ou du cadre général. contre les crues, p. ex.). Elles peuvent aussi compléter ou renforcer les mesures visant les éclusées, à savoir Examen par l’autorité accroître l’effet positif de ces dernières (tel l’aménage- Pour chaque installation, le canton désigne la mesure la ment de structures isolées dans le cours d’eau afin de plus appropriée (meilleure variante) élaborée par le dé- créer des refuges pour les jeunes poissons, où la vitesse tenteur et autorise celui-ci à mettre au point le projet d’écoulement est moins rapide et l’eau moins profonde d’assainissement ou de construction correspondant. durant les éclusées). Voilà pourquoi l’analyse des causes (cf. 3.3 et partie II du tableau récapitulatif de l’annexe D) Dans le cas de projets d’assainissement, la consultation ne se limite pas aux causes des éclusées. Les résultats de l’OFEV par le canton n’intervient qu’avant la décision de cette analyse servent dès lors également de base pour

définitive portant sur le projet d’assainissement (art. 41g, inclure d’autres mesures de protection des eaux dans al. 2, OEaux). Nous recommandons toutefois aux cantons l’élaboration des mesures visant les éclusées. de consulter le cas échéant l’OFEV lors de l’examen des variantes de mesures, afin d’éliminer d’éventuels désac- Coordination par le canton cords et imprécisions, avant que ne débute l’élaboration La coordination des diverses mesures de protection des détaillée au niveau du projet de construction selon la SIA eaux incombe aux cantons (art. 46, al. 1, OEaux). Nous (fig. 2). leur recommandons d’harmoniser les autres mesures de protection des eaux prévues ainsi que les éventuels autres projets (telles les nouvelles installations hydrau-

4.4 Coordination avec d’autres mesures de liques) à l’échelle du bassin versant du cours d’eau à

protection des eaux éclusées dans le cadre de la concertation avec les détenteurs de centrales (cf. 3.6). L’étude approfondie des D’autres mesures destinées à protéger les eaux, sans vi- variantes doit inclure ces autres mesures et examiner leur ser les éclusées, telles que le rétablissement de la libre influence (préalable, complémentaire ou multiplicatrice) migration des poissons et du régime de charriage, la revi- sur les mesures visant les éclusées, afin d’identifier à talisation des milieux aquatiques et des zones alluviales, temps les éventuelles synergies ou les risques de conflits. la garantie de débits résiduels convenables, la protection contre les crues et la protection des eaux souterraines doivent, au besoin, être coordonnées et harmonisées avec les mesures destinées à atténuer l’impact des éclusées (cf. à ce sujet le module Coordination des activités de gestion des eaux, OFEV 2013). En raison de sa

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 40

4.5 Cas particuliers : projets d’agrandisse- Pour les projets d’agrandissement, l’effet écologique total

ment, centrales de dérivation des éclusées, de même que les coûts peuvent être déterminés sur la débit résiduel non encore assaini, bassin de base du présent module, à condition toutefois d’établir rétention utilisé pour l’accumulation par deux prévisions : pompage

1 Effet et coûts A de l’assainissement des éclusées sans

Projets d’agrandissement agrandissement (flèche verte dans la fig. 11). Lors du renouvellement d’une concession comprenant 2. Effet et coûts B de l’assainissement des éclusées avec un agrandissement (telle l’augmentation du débit turbiné agrandissement (flèche grise dans la fig. 11). La vapar une centrale à accumulation existante), le détenteur riante d’assainissement est choisie de manière à obtedoit, en vertu de l’art. 39a LEaux, prendre des mesures nir le même effet, malgré l’agrandissement, que dans pour prévenir les atteintes que pourraient provoquer les le cas d’un simple assainissement (en règle générale, éclusées engendrées par l’agrandissement. Dans le cas les éclusées ne doivent plus provoquer d’atteinte grave d’un projet d’agrandissement, le détenteur n’est en toute après assainissement). logique indemnisé que pour la partie des mesures qui servent à éliminer les atteintes préexistantes (art. 15abis Pour déterminer la part des coûts induits par l’agrandisde la loi du 26 juin 1998 sur l’énergie [LEne, RS 730.0]). sement (B – A), on calcule la différence (flèche orange

Fig. 11 Détermination de l’effet et des coûts de l’assainissement dans le cas de projets d’agrandissement. La flèche verte représente la part de l’assainissement qui améliore l’état actuel (coûts incombant à Swissgrid) et la flèche orange la part de l’assainissement rendue nécessaire par l’agrandissement (coûts à la charge du détenteur de la centrale).

Projet d’agrandissement

Atteinte écologique due aux éclusées

État avec projet d’agrandissement Assainissement suppl. suite à l’agrandissement: coûts (B–A) à la charge du détenteur et effet de l’agrandissement État avant assainissement du débit résiduel État actuel Assainissement global (éclusées) du projet Assainissement des éclusées seules: d’agrandissement: coûts (B) et effet cumulé coûts (A) à la charge de Swissgrid et effet de l’agrandissement et de l’assainissement de l’assainissement

Aucune atteinte grave = obligation d’assainir

Absence d’atteinte hydrologique (régime d’écoulement naturel)

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 41

dans la fig. 11). La part de l’assainissement destinée à l’examen de la proportionnalité (cet examen devant égaremédier à l’état actuel (A) est indemnisée par Swissgrid, lement déterminer si la mesure est nécessaire). À cet eftandis que la part de l’assainissement rendue nécessaire fet, l’OFEV doit connaître le débit résiduel. par l’agrandissement (B – A) est à la charge du détenteur de la centrale. Si le fait que les débits résiduels définitifs ne sont pas encore connus engendre des coûts de planification sup- Centrales de dérivation des éclusées plémentaires, il convient de régler leur imputabilité (ne L’évaluation de centrales de dérivation destinées à assai- sont imputables que les coûts directement nécessaires nir les éclusées doit dresser un parallèle entre d'une part à l’exécution économique et adéquate des mesures, ces le projet de centrale et d'autre part les mesures théo- coûts englobant aussi l’étude de projet). riques, mais réalisables, permettant aussi d’obtenir l’effet écologique souhaité (absence d’atteintes graves). Bassin de rétention utilisé pour l’accumulation par pompage La participation unique aux coûts totaux de la centrale Selon l’art. 39a, al. 4, LEaux, les bassins de compende dérivation des éclusées contribue à déterminer sa sation aménagés conformément à l’al. 1 peuvent être rentabilité future. En contrepartie, cette participation utilisés à des fins d’accumulation et de pompage sans oblige le détenteur de cette centrale à l’exploiter de telle modification de la concession. sorte que le tronçon à éclusées assaini ne subisse plus d’atteintes graves et que la dérivation ne provoque pas Le volume de rétention peut servir pour l’accumulation et non plus d’atteintes graves dans un autre tronçon. Pour le pompage d’eau à condition que les objectifs formulés qu’une centrale de dérivation déploie l’effet écologique soient atteints et que les valeurs cibles correspondantes souhaité, son exploitation doit être optimisée du point de des paramètres hydrologiques (cf. 3.4) soient respectées vue des éclusées et non pas du point de vue de la pro- à tout moment. Si ces conditions ne sont pas remplies, duction énergétique. L’étude de variantes doit par ailleurs le bassin ne peut pas servir de volume d’accumulation

identifier les conséquences écologiques négatives que la et de pompage. Lorsque le volume de rétention aménaconstruction d’une telle centrale peut engendrer, si elle gé est supérieur au volume requis pour éliminer l’atteinte prolonge par exemple le tronçon à débit résiduel, exige grave (pour garantir l’accumulation et le pompage, p. ex.), la construction d’ouvrages dans le cours d’eau, entrave les coûts supplémentaires incombent au détenteur de la la migration des poissons ou le régime des crues et du centrale. charriage. Tous ces facteurs sont à prendre en compte lors de l’évaluation de l’effet écologique global et du choix Soulignons qu’il est impossible de généraliser les cas de la meilleure variante. spéciaux envisageables mentionnés ci-dessus ou d’autres qui pourraient se présenter encore. Les limites Débit résiduel non encore assaini de financement doivent donc être fixées au cas par cas Lorsqu’un lien matériel existe avec le débit résiduel (si en accord avec le canton et la Confédération. le débit plancher dépend du débit de dotation, p. ex.), le mode d’assainissement du débit résiduel doit être connu au plus tard au moment de l’élaboration de la demande d’indemnisation (module « Financement », cf. 2.3). Il serait néanmoins plus logique que cet assainissement soit déterminé auparavant, pour qu’il puisse être pris en compte, à titre de condition marginale, dans la planification des mesures et dans la sélection de la meilleure variante au terme de l’étude idoine. Au moment où l’OFEV est appelé à se prononcer sur un sujet d’assainissement (avant son approbation définitive), l’office doit déjà procéder à

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 42

5 Suivi des résultats

5.1 Aperçu rantiront une utilisation plus efficace des moyens. Si des

progrès sont enregistrés, les études de projet en cours Le suivi des résultats est un instrument essentiel pour devront inclure les nouvelles connaissances acquises. Il garantir l’exécution de la législation sur la protection des ne sera pas nécessaire d’adapter les mesures définitiveeaux dans le domaine des éclusées. Il sert également de ment fixées, voire partiellement réalisées. base pour informer le public sur les mesures appliquées et sur leur efficacité. Le contrôle d’efficacité constitue également un outil important dans le processus d’ap- 5.2 Exigences relatives aux rapports des prentissage. cantons

L’annexe G (partie IV) décrit les exigences relatives aux Le rapport3 que les cantons doivent présenter tous les documents à remettre au cours de cette 3e étape. quatre ans (la première fois fin 2018) doit contenir, pour chaque bassin versant, une description précise de l’avan- Le suivi des résultats comprend le suivi de la mise en cement des travaux, aussi bien pour toutes les instal- œuvre et l’évaluation des effets lations à assainir que pour les installations nouvelles. Dans le cadre de l’assainissement d’installations exis- Pour ce qui est des mesures d’exploitation, le rapport tantes, les détenteurs de centrales hydroélectriques rend compte des démarches entreprises pour vérifier le doivent, sur ordre de l’autorité, examiner l’efficacité des respect des prescriptions. Il doit également prendre en mesures prises (art. 41g, al. 3, OEaux). Les cantons sont considération et consigner les éventuels compléments par ailleurs tenus de présenter tous les quatre ans à la apportés à la planification stratégique cantonale. Confédération un rapport sur les mesures mises en œuvre (suivi de la mise en œuvre) et sur leurs effets, (évaluation Pour chaque mesure appliquée, dont l’effet a pu faire des effets), conformément à l'art. 83b, al. 3, LEaux. Le l’objet d’une évaluation selon le point 5.4, le rapport évasuivi des résultats comprend donc le suivi de la mise en lue par ailleurs les effets obtenus et détermine si des œuvre et l’évaluation des effets (cf. également le guide améliorations s’imposent encore et, si oui, comment il pratique de la Gestion par bassin versant, Volet 6 : Suivi, convient de les réaliser. OFEV 2012).

Le suivi des résultats est également requis dans le cas 5.3 Suivi de la mise en œuvre de nouvelles installations. En vertu de l’art. 46, al. 1, LPE, les détenteurs de centrales hydroélectriques sont tenus Sens et but du suivi de la mise en œuvre de procéder aux enquêtes requises pour vérifier l’effi- Le suivi de la mise en œuvre (également appelé « vérificacité des mesures appliquées. Les cantons sont quant cation de l’exécution ») est une vérification périodique de à eux chargés de fournir des informations sur les me- l’avancement des travaux de mise en œuvre. Les cantons sures prises pour protéger les eaux et sur leur efficacité vérifient ainsi si l’application des mesures qu’ils ont or- (art. 50, LEaux, art. 49, al. 2, OEaux). données respecte les exigences matérielles et le calendrier prévu. Processus d’apprentissage et mise à jour du module Les enseignements tirés des contrôles de l’efficacité doivent enrichir les mises à jour du présent module, dont l’OFEV prévoit d’assurer l’actualisation en fonction des besoins jusqu’en 2030. Les enseignements tirés des

3 Au moment de la publication du présent module, le contenu et la forme de

expériences engrangées amélioreront les projets et ga- ce rapport n’avaient pas encore été définis.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 43

5.4 Évaluation des effets effets devrait par ailleurs intervenir aux mêmes emplacements (cf. annexe B) et recourir à la même méthode que

Sens et but de l’évaluation des effets l’analyse des déficits (état actuel). Cette manière de pro- L’évaluation des effets examine si les mesures appliquées céder garantit une comparaison aussi systématique que déploient l’effet souhaité, c’est-à-dire si elles éliminent possible des analyses avant et après l’assainissement, (installations existantes) ou empêchent (nouvelles ins- afin qu’il soit possible de vérifier si les objectifs sont attallations) les atteintes graves dues aux éclusées. Les teints et les valeurs cibles des paramètres hydrologiques détenteurs de centrales et les cantons vérifient ainsi respectées (cf. 3.4). L’annexe C contient une description périodiquement si les mesures déploient les effets posi- détaillée et des renseignements pratiques pour procéder tifs prévus sur l’écologie des eaux et si les valeurs cibles aux analyses et à l’évaluation des indicateurs. des paramètres hydrologiques sont respectées (cf. 3.4). L’évaluation de l’efficacité indique donc aussi quelles L’évaluation des effets doit porter sur une période de améliorations ultérieures seraient nécessaires. trois à cinq ans au minimum, l’idéal étant une période de dix ans, en particulier dans le cas de grands projets et Programme d’évaluation des effets lorsque des centrales portent atteinte à des cours d’eau Dans la pratique, l’évaluation des effets passe par des de grande valeur écologique. La période d’évaluation investigations complètes que le détenteur de la centrale découle également des objectifs formulés. Le plus soumène sur une période relativement longue. Les déten- vent, il est recommandé d’entreprendre une évaluation teurs de centrales sont tenus de remettre au canton un des effets deux, cinq et dix ans après l’assainissement. programme d’évaluation des effets avec le projet de me- Si le budget prévu est minimal, les effets devraient être sures d’assainissement (c’est-à-dire après l’étude de va- évalués à moyen et à long termes, c’est-à-dire après trois riantes, mais avant l’obtention du permis de construire ; et dix ans. fig. 2). Il est recommandé d’inscrire les indicateurs retenus pour Que ce soit dans le cas de projets d’assainissement ou l’évaluation des effets, de même que le cadre spatial d’installations nouvelles, l’autorité cantonale se prononce et temporel de l’évaluation, dans l’accord conclu entre

sur le programme d’évaluation des effets au plus tard le détenteur de la centrale et les autorités cantonales dans le cadre de l’octroi du permis de construire. (cf. 3.6). Ces spécifications sont ensuite reprises dans le programme d’évaluation des effets. Exigences et méthodologie Le programme d’évaluation doit spécifier quand (à quelle Absence de l’effet escompté et améliorations période), où (emplacement sur le tronçon à éclusées) et ultérieures comment (indicateurs et méthode) les effets seront éva- Lorsque les objectifs formulés et, dès lors, l’effet écolués. L’évaluation prend en compte trois états du cours logique global escompté ne sont pas atteints, même d’eau : après cinq à dix ans, il importe d’examiner les causes de cet échec et d’estimer si l’effet positif pourrait se dé- 1. état avant la planification des mesures (état actuel ployer ultérieurement. Les causes peuvent résider dans ou initial), le non-respect des valeurs cibles définies et des condi- 2. état prévisible (état que les mesures devraient per- tions hydrologiques requises. Il se peut également que mettre d’atteindre), l’écosystème aquatique ne réagisse pas comme prévu 3. état effectif après mise en œuvre des mesures. aux nouveaux hydrogrammes.

L’évaluation des effets recourt aux indicateurs biotiques et Si l’évaluation des effets révèle que les mesures appliabiotiques, qui ont été étudiés et appréciés lors de l’ana- quées n’ont pas permis d’atteindre les objectifs, le canton lyse des déficits (cf. 3.2) et qui ont servi à prévoir l’effet peut ordonner des mesures complémentaires pour élimides variantes de mesures (cf. chap. 4). L’évaluation des ner les atteintes graves subies par le cours d’eau (amélio-

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 44

rations ultérieures). Ces mesures doivent à nouveau faire l’objet d’un suivi de la mise en œuvre et d’une évaluation des effets (pts 5.3 et 5.4).

Si l’effet global prévu n’a pas pu être atteint en raison d’un changement du cadre général depuis l’élaboration des mesures d’assainissement (telle une modification de la morphologie ou du régime de charriage) ou parce que l’exploitation de la centrale a dû être modifiée pour répondre aux exigences du marché, le détenteur de la centrale doit en apporter la preuve au canton. Sur la base de ces informations, le canton décide dans quelle mesure il incombe au détenteur de la centrale d’entreprendre luimême des améliorations ultérieures dans le domaine des éclusées ou si d’autres mesures, non spécifiques aux éclusées, doivent être mises en œuvre par des tiers. Dans le premier cas, l’obligation incombe au détenteur. Le financement des améliorations ultérieures est régi par le module « Financement ».

Coordination avec d’autres mesures Il est utile de coordonner l’évaluation des effets des mesures visant les éclusées avec celle d’autres mesures de protection des eaux (notamment la revitalisation des cours d’eau et des zones alluviales, le rétablissement de la libre migration des poissons et du régime de charriage, le respect de débits résiduels convenables, la protection contre les crues et la protection des eaux souterraines), afin d’exploiter au mieux les synergies potentielles et d’éviter les doublons. À cette fin, il convient d’appliquer par analogie les réflexions concernant la coordination des mesures exposées au point 4.4. Les coûts de l’évaluation des effets doivent être comptabilisés séparément pour les différents efforts d’assainissement et de protection.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 45

6 Bibliographie

Publications mentionnées dans les chapitres OFEV 2012. Gestion par bassin versant. Guide pratique 2 à 5. pour une gestion intégrée des eaux en Suisse. Office fédéral de l’environnement, Berne. Connaissance de l’envi- Agenda 21 pour l’eau 2012. Einbezug der Betroffenen ronnement no 1204. bei der Sanierung von Schwall und Sunk, Standpunkt der Arbeitsgruppe Dialog Wasserkraft. Agenda 21 pour l’eau, OFEV 2013. Coordination des activités de gestion des Dübendorf : 4 p. eaux. Coordination intra- et intersectorielle, multiniveaux et à l’échelle du bassin versant. Un module de l’aide à Agenda 21 pour l’eau 2013. Einbezug der Betroffenen bei l’exécution Renaturation des eaux. Office fédéral de l’ender Sanierung von Schwall und Sunk, Checkliste zur Pla- vironnement, Berne. L’environnement pratique no 1311 : nung des Einbezugs. Agenda 21 pour l’eau, Dübendorf : 2 p. 58 p.

Auer S., Fohler N., Zeiringer B., Führer S., Schmutz S. OFEV 2016. Assainissement écologique des centrales 2014. Experimentelle Untersuchungen zur Schwallproble- hydrauliques existantes – Financement des mesures rematik. Drift und Stranden von Äschen und Bachforellen quises. Un module de l’aide à l’exécution Renaturation während der ersten Lebensstadien. BOKU, Vienne. 109 p. des eaux. Office fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique no 1634 : 43 p. Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Assainissement des éclusées – Planification stratégique. Un mo- Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyer dule de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office M., Monney J., Schläppi S., Wächter K. 2013 (1). Schwallfédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pra- Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 1a : Gewästique no 1203 : 127 p. serökologische Bestandsaufnahme. Wasser Energie Luft 105 : 191 – 199. Bieri M. 2012. Operation of complex hydropower schemes and its impact on the flow regime in the downstream ri- Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., ver system under changing scenarios. Thèse de doctorat. Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., EPFL, Lausanne : 199 p. Tuhtan J., Wächter K. 2013 (2). Schwall-Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 1b : Ökologische Bewertung Bieri M., Person E., Peter A., Schleiss A.J. 2013. Beurteilung des Ist-Zustands anhand der 12 Indikatoren der akvon Massnahmen zur Reduktion von Schwall und Sunk – tuellen BAFU-Vollzugshilfe. Wasser Energie Luft 105 : Fallbeispiel Hasliaare. Wasser Energie Luft 105 : 95–102. 200 – 207.

Bruder A. 2012. Bewertung von Massnahmen zur Beseitigung Schweizer S., Bieri M., Tonolla D., Monney J., Rouge wesentlicher Beeinträchtigungen durch Schwall und Sunk M., Stalder P. 2013 (3). Schwall-Sunk Sanierung in der – Grundlagen für den Vollzug. EAWAG, Dübendorf : 92 p. Hasliaare – Phase 2a : Konstruktion repräsentativer Abflussganglinien für künftige Zustände. Wasser Energie Habersack H., Hauer C. 2014. Schwalluntersuchung Luft 105 : 269 – 276. Alpenrhein – Sedimentologische und morphologische Bewertungen. BOKU, Vienne : 163 p. Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Maire A., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Thei- OFEV 2009. Manuel EIE. Directive de la Confédération ler Q., Tuhtan J., Wächter K. 2013 (4). Schwall-Sunk Sasur l’étude de l’impact sur l’environnement. Office fédé- nierung in der Hasliaare – Phase 2b : Ökologische Bewerral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique tung von künftigen Zuständen. Wasser Energie Luft 105 : no 0923 : 160 p. 277 – 287.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 46

Annexe A – Bases légales Dispositions régissant les éclusées dans la loi fédérale sur la protection des eaux (LEaux) et dans l’ordonnance sur la protection des eaux (OEaux).

LEaux Titre et libellé

Art. 39a, Éclusées al. 1 Les détenteurs de centrales hydroélectriques prennent des mesures de construction pour empêcher ou éliminer les atteintes graves que des variations subites et artificielles du débit d’un cours d’eau (éclusées) portent à la faune et à la flore indigènes et à leurs biotopes. À la demande du détenteur d’une centrale hydroélectrique, l’autorité peut ordonner des mesures d’exploitation en lieu et place de travaux de construction.

Art. 39a, Les mesures sont définies en fonction des facteurs suivants : al. 2 a. gravité des atteintes portées au cours d’eau ; b. potentiel écologique du cours d’eau ; c. proportionnalité des coûts ; d. protection contre les crues ; e. objectifs de politique énergétique en matière de promotion des énergies renouvelables.

Art. 39a, Dans le bassin versant du cours d’eau concerné, les mesures doivent être coordonnées après consultation des détenteurs al. 3 des centrales hydroélectriques concernées.

Art. 39a, Les bassins de compensation mis en place conformément à l’al. 1 peuvent être utilisés à des fins d’accumulation et de al. 4 pompage sans modification de la concession.

Art. 83a Mesures d’assainissement Les détenteurs de centrales hydroélectriques existantes et d’autres installations situées sur des cours d’eau sont tenus de prendre les mesures d’assainissement conformes aux exigences prévues aux art. 39a et 43a dans un délai de 20 ans à compter de l’entrée en vigueur de la présente disposition.

Art. 83b, Planification et rapport al. 1 Les cantons planifient les mesures visées à l’art. 83a et fixent les délais de leur mise en œuvre. Cette planification comprend également les mesures que doivent prendre les détenteurs de centrales hydroélectriques conformément à l’art. 10 de la loi fédérale du 21 juin 1991 sur la pêche.

Art. 83b, Les cantons remettent leur planification à la Confédération le 31 décembre 2014 au plus tard. al. 2

Art. 83b, Ils présentent tous les quatre ans à la Confédération un rapport sur les mesures mises en œuvre. al. 3

OEaux Titre et libellé

Art. 33a Potentiel écologique Le potentiel écologique des eaux est déterminé en fonction de : a. l’importance écologique des eaux dans leur état actuel ; b. l’importance écologique que les eaux pourraient revêtir après réparation des atteintes nuisibles causées par l’homme, dans une mesure impliquant des coûts proportionnés.

Art. 41e Atteintes graves dues aux éclusées Les éclusées portent gravement atteinte à la faune et à la flore indigènes et à leurs biotopes lorsque : a. le débit d’éclusée d’un cours d’eau est au moins 1,5 fois supérieur à son débit plancher ; et que b. la taille, la composition et la diversité des biocénoses végétales et animales typiques de la station sont altérées, en particulier en raison de phénomènes artificiels survenant régulièrement, comme l’échouage de poissons, la destruction de frayères, la dérive d’animaux aquatiques, l’apparition de pointes de turbidité dans l’eau ou la variation non admissible de la température de l’eau.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 47

OEaux Titre et libellé

Art. 41g, Mesures d’assainissement des éclusées al. 1 Se fondant sur la planification des mesures, l’autorité cantonale ordonne l’assainissement des éclusées et engage les détenteurs de centrales hydroélectriques à étudier diverses variantes de mesures d’assainissement en vue de mettre en œuvre la planification.

Art. 41g, Avant de prendre une décision concernant le projet d’assainissement, l’autorité cantonale consulte l’OFEV. En prévision de al. 2 la demande à déposer en vertu de l’art. 17d, al. 1de l’ordonnance du 7 décembre 1998 sur l’énergie (OEne), l’OFEV vérifie si le projet respecte les exigences de l’appendice 1.7, ch. 2, OEne.

Art. 41g, Sur ordre de l’autorité, les détenteurs de centrales hydroélectriques examinent l’efficacité des mesures prises. al. 3

Art. 46, Coordination al. 1 Au besoin, les cantons coordonnent entre elles les diverses mesures à prendre en vertu de la présente ordonnance de même qu’avec les mesures à prendre dans d’autres domaines. Ils veillent par ailleurs à coordonner ces mesures avec les cantons voisins.

Dispositions régissant les éclusées dans la loi sur l’énergie (LEne) et dans l’ordonnance sur l’énergie (OEne).

LEne Titre et libellé

Art. 15abis, Indemnisation du concessionnaire al. 1 En accord avec l’Office fédéral de l’environnement et le canton concerné et après consultation du concessionnaire, la société nationale du réseau de transport rembourse au concessionnaire la totalité des coûts des mesures prises en vertu de l’art. 83a de la loi fédérale du 24 janvier 1991 sur la protection des eaux ou selon l’art. 10 de la loi fédérale du 21 juin 1991 sur la pêche.

Art. 15abis, Le Conseil fédéral règle les modalités. al. 2

OEne Titre et libellé

Art. 17d, Procédure al. 1 Pour des mesures prises en vertu de l’art. 83a de la loi fédérale du 24 janvier 1991 sur la protection des eaux (LEaux) ou selon l’art. 10 de la loi fédérale du 21 juin 1991 sur la pêche (LFSP), le détenteur d’une centrale hydroélectrique peut adresser une demande de remboursement des coûts à l’autorité cantonale compétente.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 48

Annexe B – Relevé des données de base morphologiques et hydrologiques

1 Introduction zones protégées, des affluents, de l’influence de secteurs

situés en amont et en aval ainsi que d’autres installations Sens et but des relevés des données de base (à assainir) dans le bassin versant (fig. B1). Abstraction faite de la qualité chimico-physique de l’eau et du débit, l’aptitude d’un cours d’eau à servir de biotope Fig. B1 à la faune et à la flore aquatiques dépend principalement Subdivision du tronçon à éclusées en secteurs et en tronçons de la morphologie de son lit et des facteurs hydrauliques à étudier. qui sont en interaction avec cette morphologie.

Procéder aux relevés des données de base morpholo- Installation giques et hydrologiques est nécessaire pour planifier (centrale R, 1% hydroélectrique) Partie de soigneusement les analyses, distinguer les différentes l’installation (restitution d’eau) influences en présence et garantir la reproductibilité des résultats. C, 0,3%

Objectifs du relevé des données de base A, 0,2%

Le relevé des données de base poursuit deux grands ob- Zone alluviale jectifs : R, 1%

1 Recenser les caractéristiques du cours d’eau et le Légende

A, 0,2% subdiviser en secteurs homogènes sur les plans mor- Cours d’eau Prélèvement de Tronçon à éclusées gravier phologique, hydrologique et hydraulique. Limites de secteurs

2 Définir les tronçons à étudier et procéder aux relevés. Tronçon à étudier

Tronçon de référence A, 0,1%

C/A/R Morphologie : lit canalisé / lit à bancs de À quel moment intervient le relevé ? gravier alternés / lit ramifié % Le relevé des données de base intervient normalement Pente en %

avant le traitement ultérieur détaillé (subséquent) des indicateurs (annexe C), avant les analyses des déficits et des causes, avant la formulation des objectifs (cf. chap. 3 En longueur, un secteur devrait en principe mesurer au et annexe D) et avant la modélisation des habitats (an- minimum entre 10 à 20 fois la largeur moyenne du cours nexe F). d’eau. Il peut toutefois être sensiblement plus long, pour autant que la morphologie du lit, le régime de charriage ou l’hydrologie n’exigent pas de le subdiviser davantage.

2 Délimitation de secteurs dans un tronçon à Dans un secteur présentant une morphologie identique

éclusées sur une distance relativement longue, il convient d’examiner le profil en long pour vérifier si des ruptures de La délimitation de secteurs dans le cours d’eau doit te- pente ne modifient pas sensiblement les propriétés hynir compte non seulement de la configuration de l’ins- drauliques. tallation concernée (réservoir d’accumulation, prises et restitution d’eau), de la morphologie du cours d’eau, de Dans la majorité des cas, il faut supposer que le cours son hydrologie et de la qualité de ses eaux, et aussi des d’eau subit l’effet des éclusées jusqu’à son embouchure

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 49

dans un lac ou jusqu’à son confluent avec un cours d’eau laire gradué (Pfaundler et al. 2011) pour déterminer l’inplus grand. Il importe néanmoins de vérifier que l’« effet fluence de l’hydrologie et des affluents. de dilution » dans le cours d’eau plus grand est suffisant, même en période de basses eaux, pour exclure toute at- Qualité de l’eau teinte grave. C’est par exemple le cas lorsque le rapport Il importe de vérifier si les données disponibles sont débit d’éclusée/débit plancher est inférieur à 1,5 (art. 41e d’actualité. Pour pouvoir exclure la qualité de l’eau des OEaux). facteurs susceptibles de perturber l’évaluation des indicateurs des éclusées, des données complémentaires La délimitation de secteurs dans le cours d’eau doit tenir peuvent être recueillies selon les indications de Liechti compte des informations contenues dans les plans stra- (2010) ou en appliquant le module « Diatomées » du Systégiques cantonaux d’assainissement des éclusées ainsi tème modulaire gradué (SMG ; Hürlimann et Niederhauque des annexes A2 à A4 du module « Assainissement ser 2007). des éclusées – Planification stratégique » (Baumann et al. 2012). Zones protégées Les zones protégées jouent un rôle central dans la dé- Morphologie et charriage limitation des secteurs et en particulier pour celle des La morphologie est une donnée importante pour subdi- tronçons à étudier. Elles comprennent notamment les viser le cours d’eau en secteurs homogènes du point de éléments ci-après : i) objets IFP, ii) zones alluviales d’imvue morphologique et hydraulique. La description d’un portance nationale, cantonale ou régionale, iii) zones de secteur repose sur la forme du lit, la granulométrie, les protection des eaux souterraines, iv) réserves d’oiseaux ruptures de pente ainsi que sur les apports et les prélè- d’eau et de migrateurs, v) sites Émeraude, vi) réserves vements de gravier. Des informations à ce sujet figurent piscicoles d’importance nationale (telles les frayères du notamment dans les plans stratégiques cantonaux d’as- nase ou de l’ombre), vii) sites de reproduction de batrasainissement du régime de charriage. ciens.

Sur la base de l’annexe A3 du module « Planification stratégique », il convient de commencer par identifier les 3 Détermination des tronçons à étudier et des secteurs qui présentent encore une morphologie natu- relevés relle ou proche de l’état naturel (c’est-à-dire des tronçons non corrigés ou aménagés), de même que l’état le plus Choix des tronçons à étudier sensible (c’est-à-dire la plus variée des morphologies Il est en principe recommandé d’étudier quelques tronrencontrées). çons en détail, puis de procéder par extrapolation. On peut partir de l’hypothèse que si une mesure d’assainis- Hydrologie et affluents sement parvient à combler un déficit dans le tronçon étu- L’évaluation de l’hydrologie vise à délimiter des secteurs dié, il en ira de même dans la totalité du secteur de cours aux conditions hydrologiques similaires et à recenser d’eau présentant les mêmes caractéristiques ou dans des les déficits, au niveau du débit (régime d’écoulement), tronçons aux caractéristiques similaires. qui ne sont pas directement dus aux éclusées, mais qui s’avèrent utiles pour interpréter les atteintes constatées Voici les options permettant de limiter les coûts : i) choisir dans le cours d’eau. au maximum un tronçon à étudier sur un secteur de cours d’eau présentant des caractéristiques homogènes, ii) à Dans les cas simples, un spécialiste peut délimiter ces l’intérieur du secteur, limiter normalement le tronçon à secteurs aux caractéristiques similaires. Dans les cas étudier à une longueur équivalant à 10 à 20 fois la larplus complexes (réseau hydrographique subissant un geur moyenne du cours d’eau, iii) restreindre en priorité grand nombre d’atteintes hydrologiques), il est possible le choix aux tronçons critiques, c’est-à-dire privilégier les de recourir au module « Hydrologie » du Système modu- tronçons sensibles ou proches de l’état naturel.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 50

Selon la complexité du bassin versant (nombre d’instal- du substrat, les profondeurs et les vitesses de l’eau pour lations provoquant des éclusées, morphologie existante les espèces piscicoles indicatrices et le macrozoobenthos et future, longueur, taille et potentiel écologique du cours (courbes de préférence), vii) relevés d’abris adéquats pour d’eau, etc.), il convient d’étudier en détail plusieurs tron- les poissons. Il est essentiel d’assurer une coordination çons sur un secteur de cours d’eau ou de réaliser des précoce et soigneuse entre les différents spécialistes. relevés dans l’ensemble du bassin versant. Classement et interprétation des résultats Lors de la visite sur le terrain, les déficits présumés Pour classer les états et les éventuels déficits observés lors servent de base pour déterminer les indicateurs à prendre des études détaillées, dans la mesure où des résultats sont en compte et fixer les emplacements sur le ou les tronçons disponibles, il convient de prendre en compte les tronçons à étudier, où il conviendra de les mesurer. Voici les lieux étudiés dans les secteurs de cours d’eau ci-après (fig. B2) : de relevés et les relevés à prendre en compte : i) tronçons dont le peuplement piscicole doit être inventorié (A) Secteurs de cours d’eau à éclusées dont le lit est ca- et emplacements d’autres analyses propres à l’écologie nalisé ou rectiligne. des poissons (tels les kits d’analyse, cf. annexe C, indicateur P3*), ii) sites des relevés pour le macrozoobenthos, (B) Secteurs de cours d’eau à éclusées dont la morphoiii) évaluation de la nécessité et, le cas échéant, désigna- logie est à l’état naturel ou proche de l’état naturel, et tion de lieux de relevés pour la dérive, de même que pour correspond si possible à l’état le plus sensible selon le colmatage interne et externe, iv) emplacements des Baumann et al. (2012). profils transversaux sélectionnés pour modéliser et évaluer les divers indicateurs (approche unidimensionnelle), (C) Secteurs de cours d’eau canalisés ou rectilignes non v) secteurs pour la modélisation et l’évaluation des diffé- soumis aux éclusées (sur un autre tronçon que celui

rents indicateurs (approche bidimensionnelle), vi) empla- à éclusées). Ce secteur illustre l’amélioration écolocements des relevés de la répartition granulométrique, gique maximale que la mesure d’assainissement perpour déterminer le coefficient de rugosité et l’adéquation met d’obtenir.

Classement des résultats enregistrés dans les tronçons étudiés afin d’interpréter les déficits.

Modification induite par les mesures de revitalisation (coordination)

Morphologie du cours d’eau lit canalisé lit rectiligne naturel/proche de l’état naturel

A B

Modification induite par les mesures Régime d’éclusées

• Présente des déficits liés Différence (delta) entre les aux éclusées x déficits et les classes d’état

• Présente des déficits d’ordre

Régime d’écoulement 2 • Constitue une référence général pour les déficits liés à la morphologie Catégorie du secteur ou du X tronçon de cours d’eau

d’assainissement des éclusées 1 3 État actuel (avant

Régime d’écoulement l’assainissement des éclusées)

• Ne présente pas de déficits

• Présente des déficits liés à la liés à la morphologie ni liés morphologie État de référence 4 aux éclusées

• Constitue une référence pour

naturel • Constitue une référence pour (sans éclusées) les déficits liés aux éclusées l’état naturel C D

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 51

(D) Secteurs de cours d’eau non soumis aux éclusées protection, tronçons de référence, autres installations (à dont la morphologie correspond à un état naturel ou assainir) dans le bassin versant, emplacements de meest proche de l’état naturel. Ce secteur constitue la sure du débit, affluents, prélèvements de gravier, évenréférence naturelle et illustre le potentiel écologique. tuels chantiers, etc.

À l’aide des résultats obtenus pour les états de référence Les informations ci-après concernant le tronçon à étu- B, C et D, il est possible d’établir une assez bonne cor- dier peuvent être reportées sur des orthophotos : i) lieux respondance entre les déficits, les causes des atteintes d’analyse avec précision des indicateurs à mesurer, et l’effet réel des mesures d’assainissement. Une compa- ii) largeurs du lit inondé en fonction du débit, iii) indicaraison des déficits ou des classes d’état permet d’iden- tions concernant les mésohabitats et la connectivité avec tifier avec plus de précision la part de l’atteinte due aux les berges, iv) indications sur la qualité de l’eau, v) pééclusées ou à la morphologie (fig. B2) : riodes des relevés.

• Delta 1 et Delta 3 correspondent aux parts de l’atteinte dues aux éclusées dans des secteurs de cours d’eau 5 Bibliographie canalisés ou rectilignes ou dans des secteurs dont la morphologie correspond à l’état naturel ou est proche Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Assainisde l’état naturel. sement des éclusées – Planification stratégique. Un mo-

• Delta 2 montre la part des déficits liés à la morphologie dule de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office dans des secteurs de cours d’eau à éclusées, c’est- fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement praà-dire à quel point des mesures de revitalisation, par tique n° 1203 : 127 p. exemple, permettraient d’améliorer la situation.

• Delta 4 correspond à la part des déficits due à la mor- Hürlimann J., Niederhauser P. 2007. Méthodes d’analyse phologie dans des secteurs de cours d’eau à régime et d’appréciation des cours d’eau. Diatomées Niveau R d’écoulement naturel, mais revêt moins d’importance (région). Office fédéral de l’environnement, Berne. L’envipour l’appréciation des éclusées et l’élaboration de ronnement pratique n° 0740 : 132 p. mesures d’assainissement. Liechti P. 2010. Méthodes d’analyse et d’appréciation des Périodes et coordination des relevés sur le terrain cours d’eau. Analyses physico-chimiques, nutriments. Il importe aussi de désigner quels relevés sur le terrain Office fédéral de l’environnement, Berne. L’environnedoivent être coordonnés du point de vue spatial, tempo- ment pratique n° 1005 : 44 p. rel et thématique (relevés de substrat avec les relevés macrozoobenthiques et piscicoles, sites d’analyse du Pfaundler M., Dübendorfer C., Zysset A. 2011. Méthodes macrozoobenthos et relevés concernant le colmatage, d’analyse et d’appréciation des cours d’eau. Hydrologie – cartographie des habitats pour les modélisations). régime d’écoulement niveau R (région). Office fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique n° 1107 : 113 p.

4 Présentation des informations issues du

relevé des données de base

Les informations ci-après peuvent être reportées sur une carte de situation (cf. fig. B1) : i) l’installation et ses différentes parties (réservoir d’accumulation, prises et restitution d’eau), ii) le tronçon à éclusées, iii) les secteurs homogènes du cours d’eau, iv) les tronçons à étudier et, le cas échéant, d’autres informations telles que zones de

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 52

Annexe C – Indicateurs utilisés pour l’analyse des déficits, les prévisions et l’évaluation des effets Liste des indicateurs. En cliquant sur l’indicateur, vous accédez directement au chapitre en question.

Indicateurs du Analyse des Évaluation des

Abréviation Prévisions module «Planifi­- déficits Principaux changements apportés au module effets « Planification stratégique » ou buts des (état actuel) cation stratégique» nouveaux indicateurs Définition de la valeur cible des paramètres D2 Paramètres hydrologiques hydrologiques pour le tronçon considéré compte tenu des interactions avec d’autres indicateurs

Fonctions de valeurs, espèces piscicoles et P2* Échouage de poissons stades de développement Fonction de valeur, carte des frayères, tests P3* Frayères portant sur les frayères et tests à l’aide de boîtes d’éclosion Modélisations de l’adéquation de l’habitat P6 Habitabilité pour les poissons pour les poissons Habitabilité pour le Modélisations de l’adéquation de l’habitat pour macrozoobenthos le macrozoobenthos

Q1* Température de l’eau Emplacement des mesures, prévisions

Espèces piscicoles, abandon de la fonction de P4* Présence de juvéniles valeur, anciennement dénommé Reproduction des poissons Biomasse et diversité du Estimation de la biomasse et de la diversité, macrozoobenthos uniquement des taxons EPT Zonation longitudinale du macrozoobenthos

B4 Familles EPT du macrozoobenthos

Définition de valeurs seuils spécifiques au F1 Dérive cours d’eau sur la base d’essais d’éclusées

P1* Module Poissons du SMG Méthode de pêche, interprétation

B2* Module Macrozoobenthos du SMG Méthode de relevé, interprétation

H1* Colmatage interne Méthode de relevé

H2 Colmatage externe Quantification de l’habitabilité

Indicateurs principaux Indicateurs sensibles aux éclusées Indicateurs globaux

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 53

Indicateurs principaux On appelle indicateurs principaux les indicateurs qui sont sensibles aux éclusées et facilement prévisibles. Pour prévoir l’effet des mesures d’assainissement et comparer les variantes, il faut mesurer cinq au moins de ces six indicateurs (cf. chap. 4).

L’indicateur principal D2 (paramètres hydrologiques) doit toujours être mesuré, car il est en interaction directe avec d’autres indicateurs, qu’il est indispensable pour formuler les objectifs (cf. 3.4) et qu’il détermine des hydrogrammes représentatifs (annexe E). Cet indicateur permet d’établir le lien entre les indicateurs écologiques déterminants du point de vue juridique, le pilotage de la centrale hydroélectrique et, par exemple, le pilotage d’un bassin de rétention. Sa valeur doit être définie avec un très grand soin compte tenu d’intérêts opposés (protection et exploitation), car il doit garantir l’élimination ou la prévention de l’atteinte grave.

Indicateurs sensibles aux éclusées Les indicateurs sensibles aux éclusées ne figurent pas parmi les indicateurs principaux, car ils ne peuvent pas, dans l’état actuel des connaissances, faire l’objet de prévisions suffisantes. Il est recommandé de mesurer les indicateurs sensibles aux éclusées pour compléter les analyses des déficits et des causes.

Indicateurs globaux Les indicateurs globaux ne sont pas particulièrement sensibles aux éclusées. Lorsque les facteurs d’influence abiotiques, qualité de l’eau et morphologie, présentent un état bon ou suffisant ou en présence d’un tronçon de référence, ils peuvent signaler l’existence d’une atteinte due aux éclusées.

Indicateurs supplémentaires Dans l’état actuel des connaissances, les indicateurs supplémentaires ne sont pas particulièrement sensibles aux éclusées. Ils servent à comprendre le phénomène et il faudrait si possible les évaluer par comparaison avec un tronçon de référence. Il est recommandé de les mesurer dans les bassins versants à forte turbidité et dès lors en relation avec des phénomènes de colmatage.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 54

Paramètres hydrologiques Champ d’application 1 Bases théoriques analyse des déficits prévisions Définition des valeurs cibles des paramètres hydroloévaluation des effets giques – principes de base Les valeurs cibles des paramètres hydrologiques doivent Nouvel indicateur. L’indicateur « débit minimal » du mo- être définies pour le cours d’eau concerné et se fonder sur dule « Planification stratégique » (Baumann et al. 2012) les informations issues des analyses des déficits et des est inclus dans le débit plancher. causes. Elles ne peuvent pas être fixées indépendamment des autres facteurs biotiques et abiotiques, puisque

• Constitue une aide pour classer les déficits biotiques, ceux-ci sont en relation avec les paramètres hydroloégalement par comparaison avec des tronçons ou des giques (fig. C2). De plus, la morphologie intervient égaleétats de référence. ment dans la définition de leurs valeurs cibles (annexe B).

• Sert à formuler les objectifs spécifiques au cours d’eau pour le débit d’éclusée, le débit plancher et les taux de D’autres études déjà réalisées (comme les essais de dévariation du niveau d’eau. rive F1*, les séries de tests [annexe C, P3*]) peuvent éga-

• Permet d’estimer la réalisation des objectifs et peut lement constituer des données de base pour définir les donc jouer le rôle d’indicateur de synthèse pour une valeurs cibles hydrologiques. présélection de mesures.

• Est en interaction avec d’autres indicateurs biotiques Sur la base des valeurs cibles des paramètres hydrolo- et abiotiques. giques et des conditions hydrologiques requises qui en découlent (cf. partie III du tableau récapitulatif de l’annexe D), il est possible de classer l’effet des diverses me-

Interactions entre l’indicateur D2 « paramètres hydrologiques » et les autres indicateurs. Flèches en traitillé : facilitent la définition des valeurs cibles ; flèches en trait continu : servent à définir les valeurs cibles (dirigées vers D2) ou à déterminer la classe d’état (en direction des indicateurs biotiques et abiotiques).

Évaluation des effets P1* Module Poissons du SMG B2* Module Macrozoo-benthos du SMG

Biomasse et Prévisions B1* diversité du macrozoobenthos

Habitabilité pour Zonation longitudinale le macrozoobenthos du macrozoobenthos P3* Frayères Habitabilité pour les poissons B4 Familles EPT du macrozoobenthos

P4* Présence de juvéniles

Q1* Température de l’eau D2 Paramètres hydrologiques F1 Dérive

H1* Colmatage interne H2 Colmatage externe

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 55

sures d’assainissement isolées ou agrégées. À ce titre, 1. Choix de tronçons de cours d’eau et de la ou des morl’indicateur D2 Paramètres hydrologiques est un indica- phologies à prendre en considération et justification teur synthétique témoignant de la réalisation des objec- de ce choix. tifs. Il ne permet cependant pas, à lui seul, de parvenir à 2. Choix de la ou des saisons considérées et justification une conclusion définitive concernant l’état du cours d’eau de ce choix. ou l’existence d’une éventuelle atteinte grave. 3. Choix des paramètres hydrologiques. 4. Définition des valeurs cibles.

5 Appréciation du respect des valeurs cibles définies

2 Détermination de l’indicateur pour les paramètres hydrologiques (= classe d’état).

Planification et manière de procéder Choix de tronçons de cours d’eau et de la ou des La détermination de cet indicateur n’appelle pas d’expli- morphologies et justification de ce choix cations particulières, car elle n’exige pas de se rendre sur L’influence des éclusées sur l’écologie des eaux varie le terrain. Il peut parfois s’avérer utile de mettre en place avec la morphologie du cours d’eau. Il importe dès lors une station de mesure du débit afin de collecter des don- de distinguer autant que possible l’influence des éclunées manquantes. Celles-ci pourront par ailleurs servir sées et celle de la morphologie. La prise en considération à une analyse approfondie des déficits et des causes, de tronçons de référence (des tronçons avec une morainsi qu’à formuler les objectifs et à élaborer les mesures phologie naturelle ou proche de l’état naturel subissant d’assainissement. l’effet d’éclusées, comme la zone alluviale de Mastrils sur le Rhin alpin), d’états de référence (c’est-à-dire des Résolution temporelle des données tronçons similaires sans éclusées) ou de références na- Des mesures du débit de très haute résolution tempo- turelles (tronçons sur un cours d’eau présentant des carelle (valeurs ponctuelles) sont nécessaires. Contraire- ractéristiques similaires, mais ne subissant pas d’éclument aux valeurs moyennes (horaires, journalières, men- sées ou des éclusées faibles, c’est-à-dire inférieures à suelles, etc.), les valeurs ponctuelles indiquent le débit 1,5) peut contribuer à définir les valeurs cibles (cf. fig. B2, à un moment précis. Des relevés réguliers et fréquents annexe B). (toutes les 10 minutes, p. ex.) ou chaque fois que le débit enregistre un changement notable fournissent une série L’annexe B décrit la marche à suivre pour choisir les tronde données qui reflètent fidèlement les variations du dé- çons de cours d’eau à prendre en considération et ceux à bit avec le temps. Dans la pratique de l’Office fédéral de étudier, de même que pour justifier ce choix. l’environnement, les appareils automatiques des stations de mesure enregistrent en général la valeur du débit très Choix de la ou des saisons considérées et justification fréquemment pendant 10 minutes et reportent ensuite la Le choix de la ou des saisons à considérer dépend de

moyenne établie pour cet intervalle sur un graphique. Cet chaque cas particulier et peut se justifier à l’aide des arintervalle étant bref, les valeurs obtenues peuvent être guments ci-après : considérées comme ponctuelles. La résolution temporelle des données utilisées pour évaluer les paramètres de l’hy- • La période où le débit et le niveau d’eau (éventuelledrogramme ne devrait donc pas dépasser 10 à 15 minutes. ment aussi les variations de température) s’écartent Le cas échéant, l’hydrogramme peut être calculé à partir le plus de l’état naturel. Pour les cours d’eau alpins, des données d’exploitation (cf. Pfaundler et al. 2011). il s’agit normalement des six mois les plus froids de l’année. Définition des valeurs cibles pour les paramètres • La période où les déficits sont les plus importants écologiques ou celle qui s’avère la plus critique (période de frai, La définition des valeurs cibles pour les paramètres hy- p. ex.) pour ce qui est des exigences écologiques des drologiques et de leur degré de réalisation intervient en espèces indicatrices (poissons et macrozoobencinq étapes : thos).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 56

Choix des paramètres hydrologiques rive du macrozoobenthos (et influe implicitement sur sa Diverses études récentes se sont penchées sur la dé- biomasse et sa diversité) et des alevins et joue un rôle finition des paramètres hydrologiques spécifiques à un dans la remise en suspension de matières fines (Bruder cours d’eau (cf. p. ex. Flussbau 2012, Schweizer et al. 2012, Bruder et al. 2012). 2013 (1) – (4)). Sur la base de calculs hydrauliques, elles fournissent des valeurs pour le débit d’éclusée, le débit Si plusieurs éclusées se produisent par jour, le présent plancher, ainsi que pour les taux de montée et de des- module considère la valeur journalière la plus élevée (décente du niveau d’eau, en tenant compte des conditions bit d’éclusée, taux de montée du niveau d’eau) et la valeur hydro-morphologiques (telles les exigences en matière la plus basse (débit plancher, taux de descente du niveau d’échouage de poissons [P2*] et les frayères [P3*]). d’eau).

Voici les paramètres hydrologiques : Compte tenu de la géométrie du cours d’eau, les paramètres mentionnés ci-dessus incluent également le ni-

• Débit d’éclusée (débits maximaux journaliers) : il influe veau d’eau, la largeur inondée du lit et le taux de variation en particulier sur la dérive, la stabilité des frayères et de la largeur inondée. les habitats de macroinvertébrés, d’algues, de macrophytes et de jeunes poissons en mobilisant les ma- Les résultats de l’analyse des déficits et des causes tières solides (charriage) et les sédiments fins. Il exerce permettent de justifier clairement quels paramètres une influence indirecte sur la turbidité et le colmatage reflètent au mieux le problème des éclusées dans le (stress physiologique, ralentissement de la photosyn- secteur étudié. Selon les déficits et les causes, il peut thèse, réduction de l’oxygène disponible pour le frai, arriver qu’une partie seulement des paramètres hydroetc. ; Bruder 2012, Bruder et al. 2012). logiques soient pertinents (tel l’indicateur P2* Échouage

• Débit plancher (= débits minimaux journaliers) : il per- de poissons, lorsque cet indicateur affiche un état exmet non seulement d’évaluer le risque d’échouage, mais cellent ou bon, le taux de descente du niveau d’eau revêt sert aussi à déterminer les surfaces appropriées pour peu d’importance). les frayères ainsi que l’habitabilité pour les poissons et le macrozoobenthos dans la partie inondée du fond Définition des valeurs cibles du lit. Une comparaison avec les exigences imposées Des valeurs cibles sont fixées pour les paramètres hyen matière de débits résiduels (art. 31 à 33 LEaux), drologiques pertinents. Cette opération s’inscrit dans le c’est-à-dire l’indicateur D1 du module « Planification cadre de la définition des objectifs sur la base de l’intestratégique » (Baumann et al. 2012), permet de vérifier raction de l’indicateur D2 avec les indicateurs biotiques si le débit plancher le plus faible remplit ces exigences et abiotiques (cf. 3.4 et partie III du tableau récapitulatif minimales. La comparaison avec le débit Q347 permet de l’annexe D). À chaque valeur cible, il importe alors de classer le débit plancher dans des conditions natu- d’attribuer la fréquence de son respect (quantile exprimé relles. Il est en effet possible de comparer directement en pour cent de la période pendant laquelle la valeur

le débit Q347 avec le quantile 95 % du débit plancher cible doit être respectée). Ce faisant il importe de disau cours de l’année (347/365 = 95 %). Associé au dé- tinguer : bit d’éclusée, le débit plancher permet de calculer les zones mises à sec (zones de marnage). a) Les atteintes causées par des éclusées peu nom-

• Taux de descente du niveau d’eau : ce paramètre exerce breuses mais de forte amplitude, survenant à des péprincipalement une influence sur le risque d’échouage riodes particulièrement critiques du point de vue éco- et influe aussi sur la sédimentation des matières en logique (telle la période de frai ; dans ce cas, il faudra suspension et, dès lors, sur le colmatage interne et ex- fixer le quantile exigible à 95 %). terne (Bruder 2012, Bruder et al. 2012). b) Les atteintes causées par des éclusées de moins forte

• Taux de montée du niveau d’eau : à l’instar du débit amplitude, mais régulières et récurrentes (dans ce d’éclusée, ce paramètre détermine l’intensité de la dé- cas, le quantile exigible pourra être fixé à 60 %).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 57

Les tableaux C1 à C4 présentent diverses approches Fig. C3 pour fixer les valeurs cibles et les quantiles, ainsi que les Fonctions de valeurs. Légende des figures C5 à C8. indicateurs principaux qui sont interaction. 100 % = excellent 100 % Respect des valeurs cibles des paramètres hydrolo- 95 % 90 % giques (= classe d’état) Un résumé des objectifs que l’assainissement des éclu- 80 % 80 %

sées doit atteindre dans le cours d’eau concerné indique

Respect probable comment apporter les améliorations qu’exige l’hydro- 60 % gramme. Autrement dit, ce résumé correspond aux conditions hydrologiques requises pour éliminer ou empêcher 40 % les atteintes graves (cf. partie III du tableau récapitulatif de l’annexe D). 20 % Grâce à la fonction de valeur (fig. C3), la définition de la valeur cible et du quantile permet de déterminer la 0% 0% classe d’état des paramètres hydrologiques, aussi bien Fonction de valeur: Fonction de valeur: valeurs cibles valeurs cibles pour l’état actuel que pour l’état après assainissement. et quantile 60 % et quantile 95 %

Pour l’état actuel, cette méthode met en évidence le Classes d’état et couleurs selon le Système modulaire gradué déficit. Pour l’état après assainissement, elle peut par exemple révéler si le volume de rétention et le pilotage Évaluation État Atteinte excellent aucune prévu des débits turbinés permettent d’atténuer suffibon faible samment l’effet des éclusées pour que les valeurs cibles moyen notable soient respectées à une fréquence suffisante durant la médiocre prononcée mauvais très prononcée période déterminante.

3 Traitement des données et évaluation

Fonctions de valeurs Les fonctions de valeurs appliquées pour attribuer une classe d’état sont présentées dans la figure C3. L’évaluation de l’état de chaque paramètre hydrologique (X) se fonde sur le respect probable de sa valeur cible (p(X)) en comparaison avec le quantile exigible (60 % ou 95 % pour le débit d’éclusée ou les valeurs absolues du taux de variation du niveau d’eau, 40 % et 5 % pour le débit plancher), établi à partir du nombre de jours où la valeur cible est respectée par rapport au nombre total de jours de la période considérée. Sont toujours considérées comme déterminantes les valeurs maximales journalières (débit d’éclusée, taux de montée du niveau d’eau) ou les valeurs minimales journalières (débit plancher, taux de descente du niveau d’eau).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 58

Hydrogramme avec et sans mesures atténuant les éclusées (en haut), taux de variation du niveau d’eau avec application des mesures (en bas). Représentation des valeurs cibles.

Débit sans mesures d’assainissement Débit avec fonctionnement d’un bassin piloté de manière appropriée

200.0

150.0 Valeur cible

Débit [m 3/s] du débit d'éclusée 100.0 Valeur cible 50.0 du débit plancher

0.0 Valeur cible du taux de montée 0.6 du niveau d'eau

Taux de variation du niveau d’eau 0.4

0.2

0.0 Valeur cible

[cm/min] –0.2 du taux de descente du niveau d’eau –0.4

–0.6 01.01 02.01. 03.01. 04.01. 05.01. 06.01.

Valeurs cibles fondées sur l’hydrogramme Fréquence cumulée : exemple de représentation et de La figure C4 présente un extrait de l’hydrogramme d’un lecture cours d’eau et du tracé des taux de variation du niveau L’évaluation de l’hydrogramme (cf. annexe E), avec ou sans d’eau, sans et avec application de mesures atténuant les mesures d’assainissement, donne les différentes valeurs éclusées. À titre de comparaison, elle indique également maximales et minimales journalières des paramètres les valeurs cibles des paramètres hydrologiques. Dans hydrologiques suivants : débit d’éclusée, débit plancher, cet exemple fictif, un taux de descente trop rapide du taux de descente du niveau d’eau et taux de montée du niveau d’eau ne pose problème que lorsque le débit est niveau d’eau. La représentation de la fréquence cumulée inférieur à 50 m3/s (ligne bleu clair dans la fig. C4). Une durant la période considérée fournit la fréquence des dévaleur cible n’est donc définie que pour les débits cor- passements vers le bas (débit d’éclusée, taux de montée respondants. du niveau d’eau) et vers le haut (débit plancher, taux de descente des éclusées).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 59

Respect des valeurs cibles représenté à l’aide de la fréquence cumulée du débit d’éclusée p(Qmax) pour trois mesures, ainsi que pour l’état actuel et l’état de référence : exemple de représentation et de lecture.

p(Qmax) Objectifs spécifiques au cours d’eau

100 %

80 %

Légende 60 % Objectifs spécifiques en matière d’éclusées :

Éclusées récurrentes 40 % Éclusées de forte amplitude État actuel (sans assainissement) Mesure insuffisante Mesure suffisante 20 % Objectif dépassé grâce à la mesure d’assainissement État de référence 0% (valeurs maximales journalières) Valeur cible Valeur cible Qmax quantile 60 % quantile 95 %

Donnant un exemple de représentation du volume d’éclusée, la figure C5 se lit comme suit : la fréquence cumulée du débit d’éclusée (p(Qmax)) pour trois mesures étudiées montre que la mesure « verte » assure le respect de la valeur cible du débit d’éclusée Qmax (quantile 60 %) avec une fréquence de 65 % environ. Elle permet même de respecter la valeur cible Qmax (quantile 95 %) avec une fréquence de 95 %. Dans les deux cas, la mesure parvient à créer un état de la classe « bon ». La mesure « rouge » est certes insuffisante (classe d’état « médiocre » ou « mauvais »), mais améliore tout de même l’état actuel. La mesure « bleue » dépasse l’objectif défini pour le paramètre hydrologique débit d’éclusée (classe d’état « excellent ») et la situation se rapproche de l’état de référence (hydrologie naturelle). Il convient de lire les figures C6 à C8 par analogie à cet exemple.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 60

Valeurs cibles et représentation du débit d’éclusée Valeurs cibles et représentation du débit plancher (débits maximaux journaliers) (débits minimaux journaliers) La représentation du débit d’éclusée est illustrée dans Selon la définition, c’est le quantile 5 % ou 40 % qui est la figure C5. L’évaluation se fonde sur le débit journalier déterminant pour la fréquence cumulée du débit planmaximal. Selon le cours d’eau, d’autres aspects peuvent cher. Cette différence par rapport aux autres paramètres inclure la mobilisation des matériaux solides et leur hydrologiques ne change rien au fait que la valeur cible transport avec le courant (Flussbau 2012). doive être respectée pendant 95 % ou 60 % des jours de la période considérée.

Possibilités de définir les valeurs cibles du débit d’éclusée. Selon la méthode, on utilise un quantile 90 % et non pas 95 % pour l’amplitude de la variation de température (cf. annexe C, indicateur Q1*).

Indicateurs Débit d’éclusée (= débits maximaux journaliers) Quantile principaux Approche pour définir la valeur cible du débit d’éclusée déterminants

Stabilité dm des frayères durant le débit d’éclusée 95 % P3* Diminution de la taille des zones de marnage grâce à la réduction de l’éclusée 60 % F2*, B5, P6 Réduction de l’amplitude de la variation de la température ATéclusée/plancher < ATréf 90 % Q1* Diminution générale de la dérive (sur la base d’essais) 60 % F1/D2 Pas de dérive de catastrophe (sur la base d’essais) 95 % F1/D2 Habitabilité suffisante pour les poissons en cas d’éclusée (en fonction des stades de développement) 60 % P6 … Selon le cours d’eau, les spécialistes peuvent recourir à d’autres aspects

Possibilités de définir les valeurs cibles du débit plancher. Selon la méthode, on utilise un quantile 10 % et non pas 5 % pour l’amplitude de la variation de température (cf. annexe C, indicateur Q1*).

Indicateurs Débit plancher (= débits minimaux journaliers) Quantile principaux Approche pour définir la valeur cible du débit plancher déterminants

Frai et développement du frai (pas de mise à sec) 5% P3* Diminution de la taille des zones de marnage grâce à l’augmentation du débit plancher 40 % P2*, B5, P6 Habitabilité suffisante pour les poissons durant le débit plancher (en fonction des stades de développement) 40 % P6 Habitabilité suffisante pour le macrozoobenthos durant le débit plancher 40 % B5 Réduction de l’amplitude de variation de la température ATéclusée/plancher < ATréf 10 % Q1* … Selon le cours d’eau, les spécialistes peuvent recourir à d’autres aspects

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 61

Valeurs cibles et représentation du taux de montée du niveau d’eau lors de l’augmentation du débit La définition des valeurs cibles pour le taux de montée du niveau d’eau se fonde essentiellement sur des essais de dérive. Ceux-ci dépendent, par définition, du cours d’eau considéré et fournissent les valeurs cibles correspondantes. Pour estimer la stabilité des matériaux déposés sur le fond du lit lors de montées du niveau d’eau, il est également possible de recourir à des modèles non stationnaires uni- ou bidimensionnels (annexe F).

Représentation du respect des valeurs cibles à l’aide de la fréquence cumulée du débit plancher p(Qmin) pour trois mesures. On évalue le débit journalier minimal.

p(Qmin) Objectifs spécifiques au cours d’eau

100 %

80 %

60 %

Légende 40 % Objectifs spécifiques en matière d’éclusées :

Éclusées récurrentes Éclusées de forte amplitude 20 % Mesure insuffisante Mesure suffisante Objectif dépassé grâce à la mesure 0% d’assainissement Valeur cible Valeur cible Qmin quantile 5 % quantile 40 %

Possibilités de définir les valeurs cibles du taux de montée du niveau d’eau. Selon la méthode, on utilise un quantile 90 % et non pas 95 % pour l’amplitude de la variation de température (cf. annexe C, indicateur Q1*).

Indicateurs Taux de montée du niveau d’eau ou taux de variation du débit pour la température Quantile principaux Approche pour définir la valeur cible du taux de montée du niveau d’eau déterminants

Stabilité dm des frayères durant le débit d’éclusée 95 % P3* Réduction de l’amplitude de la variation de température (augmentation du débit) 90 % Q1* Diminution générale de la dérive (sur la base d’essais) 60 % F1/D2 Pas de dérive de catastrophe (sur la base d’essais) 95 % F1/D2 … Selon le cours d’eau, les spécialistes peuvent recourir à d’autres aspects

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 62

Le cas échéant, la variation de température peut égale- teur P2*, compte tenu de l’espèce ou des espèces indiment déterminer la vitesse admissible du passage du dé- catrices et des stades de développement des individus. bit plancher au débit d’éclusée. La définition de l’objectif se fonde alors sur le taux admissible d’accroissement du Si la variation de température est déterminante, la dédébit dQ/dt + selon l’indicateur Q1*. finition de l’objectif se fonde sur le taux admissible de diminution du débit dQ/dt– selon l’indicateur Q1*. Valeurs cibles et représentation du taux de descente du niveau d’eau lors de la diminution du débit La définition de la valeur cible pour le taux de descente du niveau d’eau se fonde principalement sur l’approche visant à diminuer l’échouage de poissons selon l’indica-

Représentation du respect des valeurs cibles à l’aide de la fréquence cumulée du taux de montée du niveau d’eau p(dh/dt +) pour trois mesures. dh/dt + sont des valeurs positives de la variation du niveau d’eau, exprimées en cm/min. On évalue la valeur positive la plus élevée lorsque le débit se situe dans une plage de valeurs critiques.

p(dh/dt+) Objectifs spécifiques au cours d’eau

100 %

80 %

60 %

Légende Objectifs spécifiques en matière d’éclusées : 40 % Éclusées récurrentes Éclusées de forte amplitude 20 % Mesure insuffisante Mesure suffisante Objectif dépassé grâce à la mesure 0% d’assainissement Valeur cible Valeur cible dh/dt+ quantile 60 % quantile 95 %

Possibilités de définir les valeurs cibles du taux de descente du niveau d’eau. Selon la méthode, on utilise un quantile 90 % et non pas 95 % pour l’amplitude de la variation de température (cf. annexe C, indicateur Q1*).

Taux de descente du niveau d’eau ou taux de variation du débit pour la température Indicateurs principaux Quantile Approche pour définir la valeur cible du taux de descente du niveau d’eau déterminants

Réduction de l’échouage (en fonction des stades de développement), lorsque le débit présente des valeurs critiques

Diminution de l’amplitude de la variation de température (diminution du débit) 90 % Q1* … Selon le cours d’eau, les spécialistes peuvent recourir à d’autres aspects

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 63

Représentation du respect des valeurs cibles à l’aide de la fréquence cumulée du taux de descente du niveau d’eau p(dh/dt –) pour trois mesures. dh/dt – sont des valeurs négatives de la variation du niveau d’eau, exprimées en cm/min. On évalue la valeur journalière négative la plus basse (valeur absolue) lorsque le débit se situe dans une plage de valeurs critiques.

p(dh/dt – ) Objectifs spécifiques au cours d’eau

100 %

80 %

60 %

Légende Objectifs spécifiques en matière d’éclusées : 40 % Éclusées récurrentes Éclusées de forte amplitude 20 % Mesure insuffisante Mesure suffisante Objectif dépassé grâce à la mesure 0% d’assainissement Valeur cible dh/dt – quantile 95 %

L’agrégation du débit d’éclusée, du débit plancher et Dans les autres cas, c’est-à-dire lorsque plusieurs objecdes taux de variation du niveau d’eau fournit l’évalua- tifs ont été définis par paramètre hydrologique, la classe tion globale de l’indicateur D2 d’état est agrégée à l’aide de la moyenne. Si la moyenne Une comparaison des variantes de mesures d’assainis- se situe exactement entre deux classes d’état, c’est la sement peut intervenir dès le stade des paramètres hy- plus mauvaise de ces deux classes qui est retenue. Si des drologiques isolés, donc avant qu’ils ne soient agrégés. raisons fondées le justifient, il est possible de déroger à L’agrégation des classes d’état de ces différents para- cette règle d’agrégation. C’est le cas par exemple lorsque mètres permet cependant d’évaluer globalement la réali- l’évaluation globale du paramètre hydrologique applique sation de l’objectif défini pour l’indicateur D2. l’approche du pire.

L’agrégation intervient en trois étapes et la manière de procéder s’inspire de Pfaundler et al. (2011).

Étape 1 : Agrégation pour un paramètre hydrologique La première étape consiste à agréger les classes d’état d’un paramètre hydrologique.

Lorsqu’un seul objectif est défini pour un paramètre hydrologique dans le cours d’eau concerné, l’étape 1 est superflue et les classes d’état du paramètre en question sont reprises telles quelles.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 64

Le tableau C5 illustre, à titre d’exemple, l’agrégation pour L’agréation des évaluations individuelles s’obtient en adle débit plancher. ditionnant les points ci-après en fonction de la classe d’état des évaluations individuelles : Agrégation à l’exemple du débit plancher. • classe 1 « bleu »  : 1 point

• classe 2 « vert » : 2 points Objectif spécifique au cours Période Type Classe • classe 3 « jaune » : 3 points d’eau déterminante d’objectif d’état

• classe 4 « orange » : 4 points Pas de mise à sec des • classe 5 « rouge » : 5 points quantile frayères existantes durant le octobre – mars 3 95 % débit plancher (P3*) Pour terminer, on détermine la classe d’état qui corres- Habitabilité suffisante pour le quantile pond à l’évaluation globale en se conformant à la règle octobre – mars 2 macrozoobenthos en hiver (B5) 60 % de classement du tableau C6. Celle-ci est conçue de telle Évaluation globale du débit sorte que la classe d’état worst-case s’applique lorsplancher qu’elle apparaît deux fois ou plus dans les évaluations individuelles. En outre, on prévoit une amélioration de deux classes par rapport à la valeur worst-case lorsque, à l’ex- Après agrégation des classes d’état pour les différents ception de l’indicateur se trouvant dans la classe worstobjectifs définis (spécifiques au cours d’eau concerné), on case, tous les autres indicateurs atteignent la classe 1. obtient une classe d’état, située entre 1 et 5, pour chaque paramètre hydrologique. Exemple Lorsqu’aucun objectif n’est défini pour un paramètre hy- L’étape 1 comprend l’évaluation individuelle selon l’apdrologique, cela signifie que la cause des déficits obser- proche worst-case. Le taux de descente du niveau d’eau vés dans le cours d’eau ne réside pas dans ce paramètre. correspond à la classe d’état 4 (4 points), c’est-à-dire Dans ce cas, on lui attribue la classe d’état 2 (vert). que la somme des évaluations individuelles intervient à partir de la colonne de la classe 4. L’évaluation indivi- Étape 2 : Agrégation du débit d’éclusée, du débit duelle du débit plancher et du débit d’éclusée atteint la plancher et des taux de variation du niveau d’eau classe d’état 1 (1 point chacune) et le taux de montée du Pour les quatre paramètres débit d’éclusée, débit plan- niveau d’eau se situe dans la classe d’état 2 (2 points).

cher, taux de montée du niveau d’eau et taux de descente La somme est 8 (4 + 1 + 1 + 2 = 8). Comme elle est infédu niveau d’eau, l’agrégation suit une méthode analogue rieure à 10 points, l’agrégation atteint la classe 4. à celle décrite par Pfaundler et al. (2011) L’évaluation globale correspond donc à la classe 3.

Règle d’agrégation pour l’évaluation globale de l’indicateur D2, comprenant la valeur worst-case et la somme des évaluations individuelles.

Worst-case de l’évaluation individuelle des paramètres débit d’éclusée, débit plancher, taux de variation du niveau d’eau

Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5 Évaluation globale

=4 <6 <7 Classe 1 Somme des ≥6 <8 <8 Classe 2 évaluations ≥8 < 10 <9 Classe 3 individuelles ≥ 10 < 12 Classe 4 ≥ 12 Classe 5

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 65

4 Prévisions Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyer

M., Monney J., Schläppi S., Wächter K., 2013 (1). Schwall- Les prévisions consistent à tracer les hydrogrammes Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 1a : Gewäsavec application des mesures d’assainissement dans les serökologische Bestandsaufnahme. Wasser Energie Luft tronçons de cours d’eau concernés et à déterminer les 105 : 191 – 199. paramètres hydrologiques correspondants (fréquence cumulée selon le chapitre précédent), toujours avec ap- Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyer M., plication des mesures d’assainissement. Dans le cas de Monney J., Schläppi S., Schneider M., Tuhtan J., Wächter nouvelles installations, les prévisions sont établies de K. 2013 (2). Schwall-Sunk Sanierung in der Hasliaare – manière analogue, dans la mesure où l’on prévoit l’état Phase 1b : Ökologische Bewertung des Ist-Zustands ande l’indicateur D2 en cas d’application de mesures. Il est hand der 12 Indikatoren der aktuellen BAFU Vollzugshilfe. alors recommandé, à titre de comparaison, d’établir une Wasser Energie Luft 105 : 200 – 207. prévision « nouvelle construction sans mesures d’assainissement », afin de démontrer l’effet positif des mesures Schweizer S., Bieri M., Tonolla D., Monney J., Rouge prévues. M. und Stalder P. 2013 (3). Schwall-Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 2a : Konstruktion repräsentativer Abflussganglinien für künftige Zustände. Wasser Energie 5 Bibliographie Luft 105 : 269 – 276.

Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Assainis- Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Maire sement des éclusées – Planification stratégique. Un mo- A., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Theidule de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office ler Q., Tuhtan J., Wächter K. 2013 (4). Schwall-Sunk Safédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pra- nierung in der Hasliaare – Phase 2b : Ökologische Bewertique n° 1203 : 127 p. tung von künftigen Zuständen. Wasser Energie Luft 105 : 277 – 287. Bruder A. 2012. Bewertung von Massnahmen zur Beseitigung wesentlicher Beeinträchtigungen durch Schwall und Sunk, Grundlagen für den Vollzug. EAWAG, Dübendorf : 92 p.

Bruder A., Schweizer S., Vollenweider S., Tonolla D., Meile T. 2012. Schwall und Sunk : Auswirkungen auf die Gewässerökologie und mögliche Sanierungsmassnahmen. Wasser Energie Luft 104 : 257 – 264.

Flussbau 2012. Alpenrhein D6 : Quantitative Analyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche Anforderungsprofile. Arbeitspaket 1 : Anforderungsprofile und Kolmation. IRKA : 61 p.

Pfaundler M., Dübendorfer C., Zysset A. 2011. Méthodes d’analyse et d’appréciation des cours d’eau. Hydrologie – régime d’écoulement niveau R (région). Office fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 66

Échouage de poissons Champ d’application • Observation de l’échouage de larves de truite fario et analyse des déficits d’ombre sur un banc de gravier homogène : Ces obprévisions servations ont montré que le taux d’échouage dépend évaluation des effets directement de la vitesse à laquelle le niveau d’eau descend après l’éclusée et qu’aucune larve de truite Modifications apportées au module « Planification fario échouée n’a été identifiée lorsque cette vitesse se stratégique » : situe à 0,1 cm/min. Les essais menés avec les larves d’ombre ont montré par ailleurs qu’aucune de ces larves

• Sur la base de récents tests d’échouage dans des ca- ne s’est échouée à une vitesse de 0,2 cm/min. Les taux naux expérimentaux, de nouvelles fonctions de valeurs d’échouage des larves d’ombre se sont révélés relationt été définies pour les taux de descente du niveau vement faibles lorsque la vitesse de descente du niveau d’eau dans le cas des truites fario (ou truites de rivière) d’eau est de 0,3 cm/min. Lorsque cette vitesse est plus et des ombres. élevée, on a observé les mêmes taux d’échouage que

• L’échouage de poissons fait toujours l’objet d’obser- lors d’études antérieures (Schmutz et al. 2013). vations sur le terrain, mais celles-ci ne sont plus éva- • Classe d’âge : Les juvéniles d’ombre courent un risque luées à l’aide d’une fonction de valeur. Leurs résultats bien moindre que les larves d’ombre de dériver ou de servent de données de base pour une possible évalua- s’échouer en cas d’éclusée. Si les juvéniles d’ombre aftion des effets. fichent des taux de dérive et d’échouage plus faibles,

• L’évaluation globale de l’indicateur P2* se fonde dé- c’est peut-être parce qu’ils ont une meilleure capacité sormais sur deux critères. de nage et, pour le second risque, parce qu’ils choisissent un autre habitat à ce stade de leur développement. Cette dernière différence ne vaut toutefois

1 Bases théoriques que de jour. Durant la nuit en effet, même les juvéniles d’ombre préfèrent des habitats peu profonds et

Nouvelles connaissances sur l’échouage et la dérive à courant faible, de sorte qu’ils risquent de s’échouer de poissons davantage de nuit que de jour. Les récentes études expérimentales ont eu pour objectif • Structure morphologique : Les essais ont pu démontrer premier de quantifier la dérive et l’échouage de jeunes que la présence de structures morphologiques réduit truites fario et de jeunes ombres (larves et juvéniles 0+) nettement le taux de dérive comme le taux d’échouage. en cas d’éclusée, c’est-à-dire d’identifier les facteurs qui À noter cependant que les structures testées quant influent sur l’échouage (Auer et al. 2014). Des expériences à la vitesse d’écoulement et à la nature du substrat portant sur différents aspects – échouage, structure du ne constituaient pas un habitat à long terme pour les lit, différence jour/nuit –, mais aussi sur les effets d’éclu- larves et les juvéniles de truite fario et d’ombre, et que sées multiples ont approfondi les connaissances issues leurs caractéristiques hydrologiques n’en font que des d’études antérieures. refuges en cas d’éclusée. • Jour/nuit : Les essais jour/nuit réalisés avec des ju- Les animaux utilisés pour les essais présentaient les lon- véniles et des larves d’ombre ont révélé que le choix gueurs suivantes : larves d’ombre : 13 à 20 mm, juvéniles de l’habitat, le déplacement longitudinal et le risque d’ombre : 50 à 76 mm, larves de truite fario : 24 à 30 mm, d’échouage varient en fonction du moment de la jourjuvéniles de truite fario : 67 à 69 mm. née. Durant la nuit, ces jeunes populations privilégient des emplacements où l’eau est peu profonde et le Les principaux résultats de ces essais peuvent être ré- courant moins fort, à la limite de la zone inondée. Les sumés comme suit : résultats des essais menés de nuit font ainsi état d’un risque d’échouage nettement plus grand.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 67

• Éclusées multiples : Plusieurs éclusées successives taux d’échouage. Un échouage a même été obseront pour effet de réduire les taux de dérive à partir vé pour une vitesse de descente du niveau d’eau de de la deuxième éclusée. Quant au taux d’échouage, 0,2 cm/min (médiane = 20 %). Les différences obserles différences qu’il affiche sont surtout fonction du vées sont mises sur le compte des modes de vie diffémoment de la journée. Des expériences spécialement rents des larves de poisson. conçues à cet effet devraient identifier les causes de la baisse du taux de dérive. Ce phénomène pourrait s’expliquer par le fait que les individus prédisposés à 2 Collecte des données et prévisions migrer lorsque les conditions deviennent défavorables se laissent dériver du canal expérimental. Une autre Calculs hydrauliques servant à déterminer la proporexplication résiderait dans la capacité des poissons à tion des surfaces mises à sec s’adapter aux conditions créées par les éclusées, de Les calculs hydrauliques servant à connaître l’étendue des sorte que le nombre d’individus qui dérivent à l’éclusée zones de marnage, ainsi que l’évaluation et la représentasuivante diminue. Cet effet d’apprentissage ne dure tion des résultats correspondent au module « Planificacependant pas longtemps (moins de 24 heures). tion stratégique » (Baumann et al. 2012). Il est par ailleurs

• Éclusée asymétrique : Lorsque le débit commence recommandé de vérifier l’étendue des zones de marnage par s’accroître avant de redescendre, mais à un ni- sur le terrain, lors d’essais d’éclusées par exemple, et de veau inférieur au débit de dotation initial, les larves de valider ainsi les modèles hydrauliques. En ce qui concerne truite fario sont obligées de se déplacer pour ne pas la modélisation, voir également l’annexe F. s’échouer. Dans ce scénario, les taux de dérive sont environ deux fois plus élevés de nuit que de jour et le Observation sur le terrain de l’échouage de poissons taux d’échouage est également plus élevé pendant qu’il La possibilité de vérifier la survenue d’un échouage et fait nuit. Dans l’ensemble, les expériences ont toutefois de déterminer le nombre de poissons qui s’échouent démontré que les éclusées asymétriques ne modifient pas pend souvent de la nature et de la déclivité de la berge

les taux d’échouage par rapport aux éclusées symé- (enrochement ou banc de sable, p. ex.), du nombre et de triques. Une modification antérieure du débit de dota- l’espèce de (jeunes) poissons, du moment de la journée tion ne produit donc pas un effet d’avertissement sur auquel le débit diminue (jour ou nuit), ainsi que de la préles larves de truite fario. On suppose qu’une éclusée sence de prédateurs et d’abris pour les poissons. Pour asymétrique augmente le taux de dérive durant la nuit. ces raisons, l’observation de poissons échoués est jugée • Truite fario et ombre : Lors d’essais réalisés sur un plutôt difficile et, contrairement au module « Planificabanc de gravier homogène, les taux d’échouage en- tion stratégique », le présent module ne les évalue plus à registrés à toutes les vitesses de descente du niveau l’aide d’une fonction de valeur. d’eau ont été plus élevés parmi les larves de truite fario que parmi les larves d’ombre. Le risque d’échouage À titre d’information complémentaire, qui pourra contriapparaît à partir d’une vitesse de descente du niveau buer par la suite à évaluer les effets de mesures d’assaid’eau de 0,2 cm/min pour les larves de truite fario et nissement, nous recommandons néanmoins de procéder seulement à partir d’une vitesse de 0,3 cm/min pour les à un relevé sur le terrain des poissons éventuellement larves d’ombre, mais avec des taux d’échouage rela- échoués. tivement faibles (médiane < 5 %) à ces vitesses-là. La situation diffère lorsque le banc de gravier comporte Taux de descente du niveau d’eau : valeurs seuils des cuvettes. Les taux d’échouage diminuent alors Afin d’estimer le risque d’échouage de larves et de juvéparmi les larves de truite fario, cette baisse étant liée niles à partir des résultats et des déductions des études à la vitesse de descente du niveau d’eau. Le contraire expérimentales menées jusqu’ici en tenant compte de la a été observé chez les larves d’ombre : la présence de vitesse de descente du niveau d’eau, il importe au précuvettes a un effet négatif (ces cuvettes constituent alable d’examiner les aspects fondamentaux ci-après des pièges) et entraîne une hausse significative des (Auer et al. 2014) :

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 68

• Les valeurs limites se fondent sur des essais réalisés Remarque : Le calcul des surfaces mises à sec n’a de avec des larves d’élevage, qui n’ont été confrontées sens, d’une part, que pour les secteurs susceptibles d’acqu’à une seule éclusée. On ignore donc si et, si oui, cueillir des larves et des juvéniles, d’autre part, pour les dans quelle mesure les larves sont capables d’adapter emplacements où un échouage peut survenir (cf. critère leur comportement après avoir « survécu » à des éclu- de la morphologie la plus sensible selon Baumann et al. sées. Or ces informations jouent un rôle important, en 2012). particulier si l’on envisage des classements par catégories. Force est en effet de considérer qu’une diminu- Taux de descente du niveau d’eau : valeurs seuils tion de 25 % de la population larvaire à chaque éclusée La fonction de valeur à trois niveaux utilisée dans les tran’est pas admissible au plan écologique. vaux d’Auer et al. (2014) est étendue à cinq niveaux et

• Malgré les connaissances actuelles, l’influence distingue diverses classes d’âge (stades de développed’autres facteurs abiotiques – la pente du banc de ment) ou espèces de poissons (tab. C8 à C10). gravier, sa composition granulométrique, la température de l’eau, les caractéristiques horizontales de la Tab. C8 zone de marnage, l’heure de la journée et la durée de Fonctions de valeur des taux de descente du niveau d’eau pour les l’éclusée – sur le risque d’échouage reste parfois in- larves d’ombre et de truite fario durant la journée. définie. Les essais menés jusqu’ici avec des juvéniles ont montré que ce sont surtout l’heure de la journée et Critère : taux de descente du niveau Évaluation État d’eau (cm/min) la morphologie (structure et déclivité transversale) qui peuvent avoir une grande influence. Nombre de para- excellent < 0,2

mètres et les effets de leur modification n’ont toutefois bon ≥ 0,2 < 0,3

pas encore fait l’objet de tests. moyen ≥ 0,3 < 0,4 médiocre ≥ 0,4 < 0,5 mauvais ≥ 0,5

3 Traitement des données et évaluation

Proportion de surfaces mises à sec Fonctions de valeur des taux de descente du niveau d’eau pour les La proportion des surfaces mises à sec durant le débit juvéniles d’ombre durant la journée. plancher est mesurée, comme dans le module « Planification stratégique », sur la base de toute la surface du lit Critère : taux de descente du niveau Évaluation État d’eau (cm/min) inondée durant l’éclusée (tab. C7). excellent <1

Tab. C7 bon 1 < 1,2

Fonction de valeur pour les surfaces mises à sec. moyen ≥ 1,2 < 2 médiocre ≥2<3

Critère : pourcentage des surfaces mauvais ≥3 Évaluation État mises à sec (sur l’ensemble de la surface inondée)

excellent < 10 % moyen ≥ 30 < 40 % médiocre ≥ 40 < 50 % mauvais ≥ 50 %

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 69

Tab. C10 Dans certains cas, la prise en compte des surfaces mises Fonctions de valeur des taux de descente du niveau d’eau pour les à sec et des taux de descente du niveau d’eau ne suffit juvéniles de truite fario durant la journée. pas pour expliquer le problème de l’échouage. Dans de telles situations, c’est le plus souvent l’emplacement de Critère : taux de descente du niveau structures dans le cours d’eau, en relation avec la mor- Évaluation État d’eau (cm/min) phologie de celui-ci, qui sont déterminants. Il faut alors excellent < 1,5 les prendre en compte lors de l’interprétation des résulbon ≥ 1,5 < 3 tats (cf. annexe E, « Mesures envisageables »). moyen ≥ 3 < 4,5 médiocre ≥ 4,5 < 6 mauvais ≥6 Exemple Lorsque la proportion des surfaces mises à sec sur Remarque : Chez les larves et les juvéniles, de truite l’ensemble de la surface inondée avoisine 20 %, ce fario comme d’ombre, le risque d’échouage est nette- critère est considéré comme bon (classe d’état ment plus grand de nuit que de jour, car ces poissons « vert », tab. C7). Lorsque le taux de descente du niprivilégient d’autres habitats la nuit que le jour et qu’ils veau d’eau se situe à 0,45 cm/min, ce critère est mése déplacent dans le sens longitudinal. Lors de l’évalua- diocre pour les larves de truite fario (classe d’état tion des éclusées de nuit, il est donc judicieux, pour les « orange », tab. C8) et excellent pour les juvéniles de truites fario comme pour les ombres, d’adapter en truite fario (classe d’état « bleu », tab. C10). Après conséquence (en les divisant par deux, p. ex.) les taux de agrégation des classes d’état pour ces deux critères, descente du niveau d’eau indiqués dans les tableaux C8 on obtient la classe d’état « médiocre » (« orange ») à C10. pour l’indicateur P2* Échouage de larves de truite Évaluation globale de l’indicateur fario et la classe d’état « bon » (« vert ») pour P2* Pour classer l’évaluation globale de cet indicateur dans Échouage de juvéniles de truite fario. un système comprenant cinq classes d’état, il convient d’utiliser les fonctions de valeur des surfaces mises à sec et celles des taux de descente du niveau d’eau (en fonction de la saison et, le cas échéant, du stade de développement des individus, ainsi qu’en adaptant la fonction au moment de la journée où intervient l’éclusée) et d’agréger les classes obtenues selon le tableau C11.

Agrégation des critères « surfaces mises à sec » et « taux de descente du niveau d’eau » pour obtenir l’évaluation globale de l’indicateur F2*.

Critère : pourcentage des surfaces mises à sec (sur l’ensemble de la surface inondée) excellent bon moyen médiocre mauvais

Critère : mauvais moyen médiocre médiocre mauvais mauvais médiocre bon médiocre médiocre médiocre mauvais

taux de descente du moyen bon moyen médiocre médiocre médiocre bon bon bon bon bon moyen niveau d'eau excellent excellent bon bon bon bon

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 70

4 Bibliographie

Auer S., Fohler N., Zeiringer B., Führer S., Schmutz S. 2014. Experimentelle Untersuchungen zur Schwallproblematik. Drift und Stranden von Äschen und Bachforellen während der ersten Lebensstadien. BOKU, Vienne : 109 p.

Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Assainissement des éclusées – Planification stratégique. Un module de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique n° 1203 : 127 p.

Schmutz S., Fohler N., Friedrich T., Fuhrmann M., Graf W., Greimel F., Höller N., Jungwirth M., Leitner P., Moog O., Melcher A., Müllner K., Ochsenhofer G., Salcher G., Steidl C., Unfer G., Zeiringer B. 2013. Schwallproblematik an Österreichs Fliessgewässern – Ökologische Folgen und Sanierungsmöglichkeiten. BMFLUW, Vienne : 183 p.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 71

Frayères Champ d’application et les profondeurs requises et si celles-ci sont mainteanalyse des déficits nues pendant toute la durée de développement du frai prévisions (concrètement, il s’agit p. ex. de tester la stabilité de la évaluation des effets frayère durant le débit d’éclusée et le débit plancher jusqu’à l’émergence des alevins). Pour évaluer si un em- Modifications apportées au module « Planification placement peut servir de frayère, il convient de se fonder stratégique » : sur les courbes de préférence propres au cours d’eau et aux espèces piscicoles indicatrices (cf. indicateur P6). Le

• Lors de la construction d’une nouvelle centrale hydro­ cas échéant, des analyses complémentaires devront être électrique sur un tronçon de cours d’eau naturel ne réalisées dans les tronçons étudiés afin de contrôler les subissant aucune influence, l’évaluation se base sur données obtenues. la superficie des frayères existantes (en m2). Dans le cas d’une centrale existante, elle considère la surface théorique des frayères disponibles pour un débit naturel (établi par modélisation) à la période de frai.

• Nouvelles fonctions de valeurs pour la perte (en termes de superficie) de frayères potentielles.

• Propositions de kits d’analyses complémentaires à appliquer sur le terrain.

1 Bases théoriques

Ces bases sont identiques à celles du module « Planification stratégique » (Baumann et al. 2012). Seules les frayères de la truite (fario et lacustre) et, lorsque c’est nécessaire ou possible, celles d’autres espèces indicatrices (ombre, barbeau) sont prises en considération.

2 Collecte des données et prévisions

Planification Lorsque l’eau est claire, il est possible d’identifier à tout moment sur le terrain l’emplacement et la taille des frayères potentielles. Lorsque d’autres analyses sur place s’avèrent nécessaires ou sont à prévoir (cf. page suivante), il convient de consulter suffisamment tôt l’organe cantonal de surveillance de la pêche.

Marche à suivre Il convient de modéliser les habitats pour vérifier si le cours d’eau présente, dans les frayères cartographiées ou les frayères potentielles, les vitesses d’écoulement

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 72

3 Traitement des données et évaluation Tab. C12

Fonction de valeur des pertes de frayères adéquates par rapport à Les frayères disponibles peuvent être représentées à l’état de référence. l’aide d’un diagramme à l’image de celui qui figure ci-des- Évaluation État Critère : perte de surface (en %) sous (fig. C9). Cet exemple illustre de plus les habitats de juvéniles de truite fario. excellent < 10

L’état de référence correspond aux frayères disponibles moyen 30 < 50

(en m2) à la période du frai et pour un débit naturel. Dans médiocre 50 < 70

un cours d’eau où le débit ne subit aucune influence mauvais ≥ 70

(avant la construction d’une centrale hydroélectrique, p. ex.), ces frayères peuvent être observées sur le terrain et reportées sur une carte. Pour un cours d’eau soumis 4 Analyses complémentaires sur le terrain à à une exploitation par éclusées, l’état de référence peut l’aide de kits être modélisé : la surface utile est calculée à l’aide du débit naturel à la période du frai à partir de l’hydrogramme Cartographie des frayères (connu ou reconstruit) du débit naturel. Il est utile de cartographier les frayères de truite fario et de truite lacustre (éventuellement aussi celles de l’ombre) L’écart entre la taille de la surface des frayères dispo- durant le débit plancher, lorsque le débit résiduel est resnibles et celle des frayères existant lorsque le débit est pecté et que l’eau est alors souvent claire. Les frayères naturel est évalué pour chaque espèce indicatrice à l’aide peuvent être localisées avec précision à l’aide de deux de la fonction de valeur ci-après (tab. C12). points fixes sur la berge et d’un ruban métrique (ou en

Surfaces mises à sec en fonction de la profondeur de l’eau durant le débit plancher. Exemple : Sarine (document non publié).

Habitat de juvéniles durant le débit plancher (0 +)

Habitat du frai durant le débit 1000 plancher (> 20 cm)

Superficie (m 2)

600 Habitats potentiels pour le frai, mis à sec durant le débit plancher

(non pris en compte)

–1,45 –1,35 –1,25 –1,15 –1,05 –0,95 –0,85 –0,75 –0,65 –0,55 –0,45 –0,35 –0,25 –0,15 –0,05 0,05 0,15 0,25 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 1,05 1,15 1,25

Profondeur de l’eau durant le débit plancher (m)

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 73

calculant la distance à l’aide d’un GPS). Il est possible de rées et non colorées jusqu’à 50 cm de profondeur environ. vérifier le stade de développement du frai en déterrant Pour les truites fario, jusqu’à 20 cm de profondeur suffit. des œufs au stade œillé (le frai atteint ce stade après L’emplacement est ensuite soigneusement enregistré. Au env. 220 degrés-jours chez la truite fario et après 110 de- bout d’un certain temps, après six mois par exemple ou grés-jours chez l’ombre). Une pêche appropriée permet- après une crue, on déterre la frayère aménagée pour détra ensuite de déterminer le taux d’éclosion des œufs œil- terminer si les couches colorées sont toujours présentes. lés et donc l’apparition de juvéniles (cf. indicateur P4*). Cette méthode sert à vérifier la stabilité du lit durant le développement du frai. Il peut arriver que le tronçon de cours d’eau considéré ne comporte aucune frayère utilisée ou potentielle. L’ab- Dans le cadre d’un projet du PNR 61 (Gestion durable sence de frayère peut être due à une morphologie inap- de l’eau en Suisse ; Badoux et al. 2014), des chercheurs propriée, si le cours d’eau est par exemple canalisé. Il ont mis au point un outil d’analyse pour évaluer l’effet du ne faut pas oublier non plus que l’érosion des matières changement climatique sur la reproduction et le mésohasolides et leur transport durant l’éclusée et leur dépo- bitat de la truite fario. Des modélisations entreprises sur sition durant le débit plancher peut modifier la granu- la Petite Emme et le Brenno ont illustré les perspectives lométrie dans les frayères. Ce phénomène peut même de la reproduction de cette espèce piscicole. À l’avenir, éroder complètement une frayère. Dans de tels cas ou les conditions régnantes seront moins favorables durant pour vérifier la modélisation établie, il peut être utile de l’incubation des œufs et des alevins vésiculés et les crues procéder aux analyses ci-après sur le terrain. hivernales qui vont croissant auront un impact négatif sur la reproduction naturelle. Les modèles élaborés révèlent Boîtes d’éclosion que la qualité morphologique du cours d’eau s’amé- Mettre en place des boîtes d’éclosion contenant du frai liore lorsque celui-ci dispose d’une largeur suffisante. (truite et ombre) durant le débit plancher, puis vérifier si Les élargissements et les revitalisations de cours d’eau

la qualité chimico-physique de l’eau, la température et gagnent ainsi en importance. la concentration des matières en suspension en particulier, est suffisante pour que les œufs se développent. Les Interprétation des analyses complémentaires sur le œufs placés dans les boîtes proviennent de prélèvements terrain réalisés au mieux dans le cours d’eau concerné ou sinon En relation avec l’indicateur P1* (Module Poissons du dans des cours d’eau voisins. La fécondation est assu- SMG), il est possible de poser ceci : rée dans un établissement de pisciculture et avoisine le plus souvent 100 %. Les œufs incubés à la pisciculture • Le nombre des frayères répond-il aux attentes (calservent de référence. culées à partir du nombre de reproducteurs recensés) correspondant aux résultats de l’indicateur P1* tout en Il existe par ailleurs d’autres méthodes permettant d’éva- tenant compte des frayères disponibles ? luer le développement des œufs (cf. p. ex. Dumas et Marti • Déterrer les frayères permet, parallèlement au contrôle 2006). des boîtes d’éclosion, de vérifier le développement du frai naturel ainsi que le taux de fécondation. Couches de gravier coloré • Si le courant érode les frayères, les couches de gravier Alterner des couches de gravier coloré, d’une épaisseur coloré mises en place indiquent jusqu’à quelle profonde 5 cm environ, et des couches de gravier non coloré deur les matériaux solides ont été déplacés. Les écludans les bancs de gravier ou les frayères identifiées. La sées ne doivent pas éroder les frayères. L’utilisation profondeur jusqu’à laquelle il convient de disposer ces des couches de gravier coloré permet aussi de valider horizons artificiels dépend de la profondeur des frayères les modèles mathématiques. des poissons qui déposent leur frai dans le domaine interstitiel (salmonidés). Si des truites lacustres fraient dans la zone concernée, il faut alterner les couches colo-

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 74

5 Bibliographie

Badoux A., Peter A., Rickenmann D., Junker J., Heimann F., Zappa M., Turowski J.M. 2014. Geschiebetransport und Forellenhabitate in Gebirgsflüssen der Schweiz : mögliche Auswirkungen der Klimaänderung. Wasser Energie Luft 106 : 200 – 209.

Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Assainissement des éclusées – Planification stratégique. Un module de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique n° 1203 : 127 p.

Dumas J., Marty S. 2006. A new method to evaluate eggto-fry survival in salmonids, trials with Atlantic salmon. Journal of Fish Biology 68 : 284 – 304.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 75

Habitabilité pour les poissons Champ d’application Évaluation à l’aide des courbes de préférence analyse des déficits Les exigences sont représentées à l’aide de courbes prévisions de préférence (cf. à ce sujet p. ex. Person 2013), qu’il évaluation des effets convient dans la mesure du possible de vérifier par des analyses sur le cours d’eau à éclusées et, au besoin, de Nouvel indicateur servant à modéliser l’habitabilité pour les adapter. Dans les cours d’eau des parties supérieure les espèces piscicoles indicatrices lors de différents dé- et inférieure de la zone à truite, ce sont les exigences en bits d’éclusée et débits planchers. matière d’habitat de la truite fario qui servent de base. Dans la zone à ombre, ce sont celles de l’ombre et dans la zone à barbeau celles du barbeau.

1 Bases théoriques

Planification Les exigences en matière d’habitat de nombreuses es- Le relevé des données de base topographiques, morphopèces indigènes sont aujourd’hui bien connues. Relevons logiques, hydrauliques et hydrologiques intervient conforque les poissons privilégient différents milieux en fonc- mément aux annexes B et F, tandis que la définition des tion de leur stade de développement et de la saison. Les secteurs à modéliser doit être coordonnée avec les sites paramètres pertinents pour les poissons – profondeur de d’analyse de l’indicateur P1* Module Poissons du SMG. l’eau, vitesse d’écoulement et granulométrie (dominante) L’annexe F décrit la planification de la modélisation, le du substrat – suffisent en général pour décrire ces pré- choix du modèle et les paramètres requis. Il est possible férences. Ces paramètres ne reflètent toutefois pas les de combiner la modélisation et les relevés avec ceux de « petites » structures morphologiques (microhabitats) et l’indicateur B5. Il est essentiel d’assurer une coordinales abris, indispensables à la truite fario par exemple, si tion précoce et soigneuse entre les différents spécialistes bien qu’ils ne sont pas inclus dans les modélisations des compétents. habitats. Il apparaît donc d’emblée que seul un spécialiste expérimenté est en mesure de déterminer l’existence actuelle et future de telles structures. Lors du relevé des 3 Traitement des données et évaluation données de base, il est recommandé de recenser les structures et les refuges fonctionnels (cf. annexe B). L’évaluation en matière d’éclusées se fonde sur l’état de référence pour ce qui des éclusées, c’est-à-dire le cours d’eau considéré avec sa diversité morphologique actuelle 2 Collecte des données et prévisions pour un débit naturel Q182 de la courbe des débits classés. Dans le cas d’un tronçon à éclusées, les hydrogrammes Tandis que l’indicateur P3* permet de modéliser en caractéristiques, le cas échéant de la situation qui préparticulier les frayères disponibles, le présent indica- valait avant l’exploitation par éclusées, sont connus ou teur vise à prévoir l’habitabilité générale du secteur peuvent être reconstruits par approximation. considéré pour les espèces piscicoles indicatrices. Les

exigences en matière d’habitat de ces espèces sont On détermine la superficie totale des surfaces dispodéfinies pour le stade juvénile (0+) et le stade adulte nibles qui remplissent, à l’état de référence, les exi- (individus à maturité sexuelle), de sorte que l’on consi- gences en matière d’habitat (profondeur de l’eau, vitesse dère deux stades de développement par espèce pisci- d’écoulement et granulométrie dominante, pour un indice cole. Dans l’idéal, ces conditions doivent être remplies de qualité de l’habitat (IQH) > 0,5 [cf. p. ex. Hauer et al. aussi bien lors d’un débit plancher typique que lors d’un 2014]) de l’espèce piscicole considérée aux deux stades débit d’éclusée typique (cf. annexe E, « Définition d’hy- de développement définis. Cette superficie correspond drogrammes représentatifs »). toujours à 100 %.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 76

Une modélisation permet de déterminer pour chaque d’eau conviennent mieux aux juvéniles et d’autres aux stade de développement et chaque espèce indicatrice adultes. Une évaluation globale, c’est-à-dire une agrél’ampleur de la variation (exprimée en pourcentage, p. ex.) gation, ne peut donc pas être établie uniquement par des que cette superficie subit ou subira lors d’un débit d’éclu- calculs et à l’aide d’un tableau. Pour chaque cours d’eau, sée et lors d’un débit plancher. l’évaluation définitive exige l’intervention d’un spécialiste, qui livrera une description complète et compréhensible. Toute modification calculée de la superficie (c’est-à- Cette démarche doit tendre à déterminer à laquelle des dire la différence par rapport à la superficie des habi- cinq classes d’état correspond l’évaluation globale. tats disponibles pour un débit naturel Q182 de la courbe des débits classés) est évaluée à l’aide de la fonction de La méthode décrite ci-dessus pour l’indicateur P6 permet valeur du tableau C13. On obtient ainsi des évaluations d’évaluer aussi bien l’état actuel que l’état après réalisadistinctes des surfaces appropriées correspondant aux tion des mesures. L’évaluation de ces deux états peut, par conditions d’un débit plancher moyen et d’un débit d’éclu- analogie, suivre la démarche de la figure C10. sée moyen. Contrairement à ce que l’on observe pour le macrozoobenthos, ces surfaces peuvent se situer dans différents secteurs du lit du cours d’eau (cf. à ce sujet la 4 Bibliographie Hauer C., Unfer G., Holzapfel P., Haimann M., Haber- Tab. C13 sack H. 2014. Impact of channel bar form and grain size Fonction de valeur pour le changement de la superficie de l’habitat variability on estimated stranding risk of juvenile brown disponible par rapport à l’état de référence Q182 de la courbe des trout during hydropeaking. Earth Surface Processes and débits classés. Landforms 39 : 1622 – 1641.

Évaluation État Critère : perte de surface (%) Person E. 2013. Impact of hydropeaking on fish and their excellent < 10 ou gain de surface habitat. Thèse de doctorat. EPFL, Lausanne : 151 p. moyen 20 < 30 médiocre 30 < 50 mauvais ≥ 50

Évaluation globale Pour chaque espèce indicatrice, on obtient deux évaluations : l’une apprécie les conditions lors d’un débit plancher moyen et l’autre les conditions pour un débit d’éclusée moyen.

L’habitabilité durant le débit plancher est en général meilleure pour les jeunes poissons, celle durant le débit d’éclusée correspond (tout au plus) mieux aux exigences des adultes jouissant de meilleures capacités natatoires. La classe d’état obtenue indique quels paramètres hydrologiques de l’hydrogramme (débit d’éclusée ou débit plancher) il importe d’améliorer en priorité.

Même dans des conditions naturelles (tant morphologiques qu’hydrologiques), certains secteurs d’un cours

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 77

Habitabilité pour le macrozoobenthos Champ d’application 2 Collecte des données et prévisions analyse des déficits prévisions Comme pour l’indicateur P6, il convient de recourir à des évaluation des effets modèles afin de simuler des modifications des habitats disponibles pour les différents types de débits. Lors des Nouvel indicateur servant à modéliser l’habitabilité pour relevés et de l’élaboration des modèles hydrauliques, il les espèces macrozoobenthiques indicatrices lors de dif- importe d’exploiter les synergies existantes. férents débits d’éclusée et débits planchers. Planification Le relevé des données de base topographiques, mor-

1 Bases théoriques phologiques, hydrauliques et hydrologiques intervient

conformément aux annexes B et F et doit être coordon- En règle générale, les exigences du macrozoobenthos né avec les sites d’analyse des indicateurs B2* Module (MZB) sont moins élevées que celles des poissons ou alors Macrozoobenthos du SMG et P6 Habitabilité pour les moins connues vu la grande variété de ces organismes poissons. Il est essentiel d’assurer une coordination pré- et leur spécialisation dans l’utilisation de l’habitat. Ces coce et efficace entre les différents spécialistes comdernières années, plusieurs groupes de chercheurs sont pétents. parvenus à mettre au point des modèles hydrauliques afin de prévoir l’habitabilité à l’aide de courbes de préférence Les taxons qui serviront pour les prévisions (groupes (Dolédec et al. 2007, Sagnes et al. 2008, Mérigoux et al. fonctionnels, genres, espèces) seront déterminés à par- 2009, Schneider et Noack 2009, Lamouroux et al. 2010 tir de la liste d’espèces à établir afin d’évaluer l’indica- et 2013, Tanno 2012, Tanno et al. 2013). teur B3 Zonation longitudinale du macrozoobenthos dans les tronçons à éclusées étudiés. Afin de limiter les coûts, Facteurs limitants les experts seront appelés à opérer un choix restreint, Les facteurs qui limitent la répartition des organismes mais néanmoins représentatif. Quant à la fenêtre d’obbenthiques dans les tronçons à éclusées sont le moment servation, elle est fixée selon la variabilité naturelle du pendant lequel la zone de marnage est inondée et le débit. stress hydraulique maximal. Durant le débit plancher, ces organismes ne colonisent que les types de surfaces où le stress hydraulique provoqué par l’éclusée ne dépasse pas un seuil maximal tolérable et où les conditions hydrauliques ne subissent pas un changement radical après l’éclusée (Schmutz et al. 2013). Dans les grandes vallées alpines où les glaciers occupent une surface significative, les fortes concentrations de matières en suspension peuvent également constituer un facteur limitant, dont il faut tenir compte pour évaluer l’indicateur B5.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 78

Marche à suivre Évaluation à l’aide de courbes de préférence La figure C10 illustre la marche à suivre pour évaluer l’in- Les paramètres, tant biologiques (taille du corps, répardicateur B5. tition des espèces, départ des insectes devenus adultes, p. ex.) que physiques (température de l’eau, turbidité, dé- Débits typiques pour la modélisation du bit de base, etc.), changent avec les saisons. Il convient macrozoobenthos donc d’utiliser des courbes de préférence saisonnières Les débits modélisés englobent toute la gamme du ré- propres au cours d’eau considéré. Les relevés peuvent en gime d’écoulement du cours d’eau étudié. Contrairement partie être réalisés avec ceux de l’indicateur P6. à l’indicateur P6, le calcul de l’état de référence ne se fonde pas sur le débit Q182 de la courbe des débits clas- Afin de limiter le coût des analyses et de relativiser les sés, mais sur les différents débits de référence naturels résultats ou les écarts lors de l’utilisation de différentes et saisonniers. Les périodes d’étiage ainsi que celles où courbes de préférence, il ne faut recourir à des modéla fonte des neiges et des glaciers accroît les débits mé- lisations que pour évaluer des habitats dont l’indice de ritent en général d’être examinées de près. qualité (IQH) est supérieur à 0,5 (cf. p. ex. Hauer et al. 2014). Comme il n’existe le plus souvent aucun tronçon Taxons appropriés pour les prévisions de référence approprié (ne subissant aucune influence) Le choix des taxons présentant les courbes de préférence dans les environs de tronçons à éclusées, il convient d’inappropriées doit être clairement motivé. Les taxons re- terpréter de manière adéquate les courbes de préférence tenus devraient être représentatifs de l’état de référence établies pour un tronçon à éclusées dont la morphologie reconstruit (espèce typique de la région étudiée) et des est proche de l’état naturel ou pour un tronçon à débit extrêmes hydrauliques (stagnophiles ou rhéophiles), ainsi résiduel. que de la composition du substrat (ezb et al. 2012a, Tanno 2012, Tanno et al. 2013).

Marche à suivre pour évaluer l’indicateur B5.

Relevé des données de base topographiques, morphologiques, Relevés en lien avec le MZB (IBCH) hydrauliques et hydrologiques (vitesses d’écoulement, profondeurs (indicateur B2*) de l’eau, substrat, colmatage) pour les débits d’étiage (coordination avec les annexes B et F)

Détermination des taxons permettant d’établir des prévisions (indicateur B3) Élaboration du modèle pour le tronçon à étudier et les divers débits envisageables

Établissement de courbes de préférence sur la Habitabilité pour différents base des taxons choisis débits Q1 ... Qn (s’il n’en existe pas, elles se fondent sur les relevés hydrauliques effectués aux lieux de prélèvement des taxons)

Habitabilité durant le débit d’éclusée Habitabilité pour des débits Habitabilité saisonnière saisonniers de référence (superposition des habitats) Habitabilité durant le débit plancher

Évaluation de l’indicateur B5

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 79

Calcul de la superficie d’habitats appropriés Tab. C14 ezb et al. (2012a et 2012b) décrivent les bases biotiques Perte d’habitats appropriés par rapport à l’état de référence. et la méthode permettant de modéliser les habitats. Les superficies appropriées obtenues par calcul fournissent Critère : perte d’habitats (exprimée en superficie) offrant une habitabilité des informations sur i) l’état actuel, ii) l’état de référence bonne à très bonne (indice de qualité et iii) le degré d’habitabilité pour différents débits modé- de l’habitat supérieur à 0,5 après recoupement de l’habitabilité durant le lisés. Le cas échéant, les calculs doivent être effectués débit d’éclusée et le débit plancher) pour différentes morphologies (secteurs du cours d’eau). Évaluation État par rapport à l’état de référence

excellent < 20 % ou gain de surface

3 Traitement des données et évaluation moyen 40 < 60 %

médiocre 60 – 80 % Calcul et évaluation des pertes d’habitats mauvais > 80 % Contrairement à ce qui prévaut pour l’indicateur P6, les surfaces d’habitats appropriés perdues pour chaque taxon sont calculées par saison. Cela vaut pour le choix du débit naturel de référence et des débits d’éclusée et Exemple d’évaluation globale de différents taxons plancher typiques de la même période. et débits Nous présentons ci-après un exemple d’évaluation Un premier calcul détermine les superficies d’habitats de l’indicateur B5 dans le cadre de l’analyse des déappropriés (IQH > 0,5) pour chaque débit saisonnier de ficits ou des prévisions. Comme pour l’indicateur P6, référence (= surface 1, correspond à 100 %). la qualité de l’habitat est évaluée pour chaque taxon sur la base de la perte de surfaces pour différents Un deuxième calcul sert à identifier les habitats qui pré- scénarios de débits. Se fondant sur les diverses évasentent un indice de qualité (IQH) supérieur à 0,5, tant luations effectuées selon le tableau C14, le spéciaen cas de débit d’éclusée que durant le débit plancher, liste procède à une évaluation globale conformément au cours de la période considérée (cf. superposition des au tableau C15. Il n’y a pas lieu d’agréger les valeurs habitats, fig. C10). Vu la faible mobilité du macrozooben- de la qualité de l’habitat obtenues par calcul. thos, seules ces surfaces lui offrent un habitat approprié (= surface 2). L’évaluation de plusieurs états de référence peut montrer si l’influence des éclusées sur le macro­ Selon le tableau C14, la perte saisonnière de surfaces zoobenthos varie selon la saison. Le spécialiste doit (exprimée en pour cent) se calcule comme suit : 1 – (sur- motiver clairement son évaluation globale. Il convient face 2/surface 1) [%]. Quant à l’évaluation de la perte de en particulier d’interpréter avec prudence les prévisurfaces par taxon étudié, elle est établie par comparai- sions concernant les habitats, qui se fondent sur des son de la fonction de valeur du tableau C14 avec l’état niveaux taxonomiques supérieurs (genre ou famille). de référence.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 80

Tab. C15 L’habitabilité globale se calcule en multipliant les para- Exemple d’évaluation globale pour des taxons et des débits mètres écologiques abiotiques prévisibles (profondeur de saisonniers l’eau, vitesse d’écoulement moyenne et substrat dominant), puis en convertissant le résultat pour parvenir à Débit hivernal : analyse Évaluation un indice de qualité de l’habitat (IQH), dont la valeur se Taxon 1 Taxon 2 Taxon n des déficits (état actuel) ou globale prévisions (après assainisse- (Taxons situe entre 0 (habitabilité nulle) et 1 (habitabilité maximent) 1 à n) male). Schmutz et al. (2013) contient une représentation Critère : perte de surface de l’IQH pour Allogamus auricollis (une espèce de trichoptère). Débit estival : analyse des Évaluation

Taxon 1 Taxon 2 Taxon n déficits (état actuel) ou globale prévisions (après assainisse- (Taxons ment) 1 à n) 4 Bibliographie Critère : perte de surface

Dolédec S., Lamouroux N., Fuchs U., Mérigoux S. 2007. Modelling the hydraulic preferences of benthic macroin- Les différents débits (plancher et d’éclusée) étudiés ou vertebrates in small European streams. Freshwater Bioleurs successions en rapport avec différentes morpho- logy 52 : 145–164. logies peuvent être représentés en tant qu’habitabilité globale (fig. C11) ou comme pourcentage de surfaces ai- ezb, limnex, sje. 2012a. Alpenrhein D6 : Quantitative Anasément colonisables par comparaison avec l’état actuel lyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche et l’état de référence (pour d’autres options, cf. ezb et al. Anforderungsprofile Arbeitspaket 5 : Habitatmodellierung 2012c). zur quantitativen Bewertung der Grösse des Schwalleinflusses am Alpenrhein. IRKA : 185 p. Exemple de représentation de l’habitabilité globale sur la base de ezb, sje, limnex 2012b. Alpenrhein D6 : Quantitative Anadiverses conditions requises (CR, selon ezb et al. 2012c). lyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche 0,8 Anforderungsprofile. Habitatmodellierung, Biotische Grundlagen. IRKA : 54 p. 0,7

ezb, limnex, sje. 2012c. Alpenrhein D6 : Quantitative Ana- 0,6 lyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche

Habitabilité globale 0,5 Anforderungsprofile. Arbeitspaket 2 : Adaptierung der Präferenzkurven, Definition von Eingangsparametern für 0,4 die Habitatmodellierung. IRKA : 123 p.

0,3 Hauer C., Unfer G., Holzapfel P., Haimann M., Habersack H. 2014. Impact of channel bar form and grain size 0,2 variability on estimated stranding risk of juvenile brown 0,1 trout during hydropeaking. Earth Surface Processes and Landforms 39 : 1622–1641. 0,0 actuel référence Lamouroux N., Souchon Y., Herouin E. 1995. Predicting Conditions requises velocity frequency distributions in stream reaches. Water Lit ramifié Banc de gravier Lit canalisé Resources Research 31 : 2367–2375.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 81

Lamouroux N. 1998. Depth Probability Distributions Tanno D., Schweizer S., Robinson C.T. 2013. Schwall-Sunk in Stream Reaches. Journal of Hydraulic Engineering : Sanierung in der Hasliaare – Beurteilung der ökologischen 224 – 226. Auswirkungen von künstlichen Pegelschwankungen auf die Makroinvertebraten anhand von physikalischen Habi- Lamouroux N., Mérigoux S., Capra H., Dolédec S., Jowett tatmodellen. Wasser Energie Luft 105 : 288 – 295. I.G., Statzner B. 2010. The generality of abundance-environment relationships in microhabitats : A comment on Lancaster and Downes (2009). River Research and Applications 26 : 915 – 920.

Lamouroux N., Mérigoux S., Dolédec S., Snelder H. 2013. Transferability of hydraulic preference models for aquatic macroinvertebrates. River Research and Applications 29 : 933 – 937.

Mérigoux S., Lamouroux N., Olivier J.M., Dolédec S. 2009. Invertebrate hydraulic preferences and predicted impacts of changes in discharge in a large river. Freshwater Biology 54 : 1343 – 1356.

Sagnes P., Mérigoux S., Péru N. 2008. Hydraulic habitat use with respect to body size of aquatic insect larvae : Case of six species from a French Mediterranean type stream. Limnologica 38 : 23 – 33.

Schmutz S., Fohler N., Friedrich T., Fuhrmann M., Graf W., Greimel F., Höller N., Jungwirth M., Leitner P., Moog O., Melcher A., Müllner K., Ochsenhofer G., Salcher G., Steidl C., Unfer G., Zeiringer B. 2013. Schwallproblematik an Österreichs Fliessgewässern - Ökologische Folgen und Sanierungsmöglichkeiten, BMFLUW, Vienne : 175 p.

Schneider M., Noack M. 2009. Untersuchung der Gefährdung von Jungfischen durch Sunkereignisse mit Hilfe eines Habitatsimulationsmodells. Wasser Energie Luft 101 : 115 – 120.

Tanno D. 2012. Physical habitat modeling for the assessment of macroinvertebrate response to hydropeaking. Master Thesis, University of Zurich and Eawag : 66 p.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 82

Température de l’eau Champ d’application la qualité de l’eau soit insuffisante pour permettre le déanalyse des déficits veloppement de biocénoses spécifiques au cours d’eau prévisions (annexe 2, ch. 12, al. 3, OEaux). Ces exigences s’apévaluation des effets pliquent en particulier à l’apport ou au prélèvement de chaleur après un mélange homogène (annexe 2, ch. 12, Modifications apportées au module « Planification stra- al. 4, OEaux). tégique » : Conséquences pour les organismes aquatiques

• Prévisions : les taux de variation de la température et Les conséquences des éclusées sur le macrozoobenthos les amplitudes journalières de variation sont détermi- sont décrites dans plusieurs travaux (p. ex. Zolezzi et al. nés pour différentes conditions de brassage. 2011, Carolli et al. 2012, Bruno et al. 2013). Il y a tout

• Indications concernant la détermination des emplace- d’abord la vague de l’éclusée, qui peut par exemple proments de mesure et modèle Excel pour les apprécia- voquer une dérive de catastrophe. Vient ensuite la motions dans le cadre du module SMG. dification soudaine de la température, qui peut conduire

• Le cas échéant, prise en compte d’un cycle annuel au à une dérive comportementale (Siviglia et Toro 2009, lieu de cinq. Toffolon et al. 2010). La température influe sur le risque d’échouage de poissons. Les températures étant plus basses en hiver, ce risque est plus élevé à cette saison 1 Bases théoriques (Saltveit et al. 2001, Halleraker et al. 2003).

Indicateur Température de l’eau selon le module « Planification stratégique » 2 Collecte des données Dans le tronçon à éclusées, la température de l’eau dépend avant tout de la température et de la quantité d’eau Préparation turbinée. Le taux de variation de la température TTéclusée/ Pour évaluer cet indicateur, il importe de connaître préciplancher (quantile 90 %) est la grandeur décisive, tandis que sément les températures dans le tronçon à éclusées, de l’amplitude journalière de la température ATéclusée/plancher même que dans les tronçons situés en amont et en aval (quantile 90 %) ne joue qu’un rôle secondaire. Compte de la restitution d’eau. tenu des amplitudes journalières typiques du cours d’eau en fonction de la zone biocénotique, cette amplitude sera L’analyse des déficits et l’évaluation des effets peuvent se néanmoins prise en compte sous forme de facteur de cor- fonder sur un relevé effectué dans le secteur en aval de rection. La même règle s’applique au nombre de pics de la restitution. Pour établir des prévisions, il faut disposer température exprimé sous forme de moyenne (PMéclusée/ d’hydrogrammes ou du moins connaître le débit plancher plancher) et au quantile 95 % de ces pics (P95éclusée/plancher). et les températures correspondantes en amont de la res- Le présent module n’apporte que quelques précisions titution et du tronçon à éclusées. En cas de doute et vu minimes à la description de cet indicateur telle qu’elle le faible coût des appareils de mesure de la température, figure dans le module « Planification stratégique » (Bau- il est recommandé de procéder à des relevés en aval et mann et al. 2012). en amont du tronçon à éclusées également pour l’analyse des déficits et l’évaluation des effets. Modification inadmissible de la température de l’eau Le prélèvement et le déversement d’eau ainsi que les Les modifications de la température générées par les ouvrages ne doivent pas modifier l’hydrodynamique, la éclusées variant beaucoup au cours de l’année, il est morphologie ni la température de l’eau dans une mesure recommandé de considérer au moins un cycle annuel, telle que sa capacité d’auto-épuration soit réduite ou que l’idéal étant de baser les travaux sur une série de me-

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 83

sures portant sur cinq ans. La résolution temporelle des dix fois sa largeur, puis à comparer les données recueilmesures devrait se situer entre 10 et 15 minutes (30 min lies. Si elles coïncident, le mélange est homogène. Si ce au maximum) et la précision au dixième de degré. n’est pas le cas, il faut mesurer la température plus en aval. D’autres solutions encore comprennent la coloration Marche à suivre artificielle des eaux ou la prise en compte de la turbidité Le relevé est réalisé à l’aide de sondes thermiques selon du flot de l’éclusée. le module « Planification stratégique ».

Lors de la mise en place des sondes, il importe de veiller 3 Traitement des données et évaluation à ce qu’elles mesurent toujours la température de l’eau, c’est-à-dire qu’elles restent immergées même lorsque le Le traitement, l’évaluation et l’interprétation des dondébit est faible et qu’elles se trouvent dans en endroit nées suivent le module « Planification stratégique » tout ombragé. en recourant aux modèles Excel élaborés pour l’évaluation dans le module Température du SMG (www.modul- Pour le relevé en amont du point de restitution, la sonde stufen-konzept.ch/fg/module/temp/index_FR). Aucune doit être placée hors de la zone d’influence de la courbe exigence particulière n’est définie pour la représentation de remous de cette restitution. Lors de l’interprétation des résultats et les fonctions de valeur sont reprises telles des résultats, il sera ainsi possible d’exclure tout mélange quelles du module « Planification stratégique » (tab. C16). des eaux du tronçon amont avec les flux de l’éclusée. Les autres paramètres, à savoir l’amplitude journalière de S’ils ne sont pas encore connus, le débit d’éclusée et la la température ATéclusée/plancher (quantile 90 %), le nombre température peuvent être mesurés à la centrale. de pics de température exprimé sous forme de moyenne (PMéclusée/plancher) et le quantile 95 % de ces pics (P95éclusée/ Mélange débit d’éclusée et débit de base plancher) sont estimés par un spécialiste.

En aval de la centrale, la température doit être mesurée à un emplacement où l’eau du tronçon situé en amont de Tab. C16 la centrale et le débit d’éclusée forment un mélange ho- Fonction de valeur pour la température de l’eau. mogène. Faute de quoi, la sonde risque d’enregistrer des variations de température dues aux éclusées qui sont très Critère : taux de variation de la Évaluation État température TTéclusée/plancher (°C/h) localisées et non représentatives des conditions régnant dans le tronçon en aval de la centrale. excellent < 1,25

La distance d’écoulement (X) jusqu’à l’obtention d’un mé- moyen 2,5 < 3,75 lange homogène dépend de la largeur du cours d’eau (W), médiocre 3,75 ≤ 5 de la profondeur de l’eau (h), de la vitesse d’écoulement mauvais >5 (v) et de la vitesse à laquelle s’exerce la contrainte d’entraînement (u*). En première approximation, X peut être Facteurs de correction Dégradation d’une classe : ATéclusée/plancher > ATréf et PM = 3–5 défini comme suit : X ≈ 0,4vW 2 / εt, εt étant égal à 0,6hu*. et P95 = 6–9 ou ATéclusée/plancher > 1,5 × ATréf ou PM > 5 et P95 > 9 Les conditions hydrauliques durant l’éclusée sont déter- Dégradation de deux classes : ATéclusée/plancher > 1,5 × ATréf et minantes. Il est recommandé de placer la sonde à une PM > 5 et P95 > 9

distance au moins égale au double de X.

Une autre solution pour calculer la distance d’écoulement jusqu’à mélange complet des débits consiste à mesurer la température de l’eau pendant un jour ou deux sur les deux berges du cours d’eau à une distance au moins égale à

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 84

4 Prévisions associé à la température Tplancher et le débit équipé DQch

associé à la température Tch selon la formule ci-après : Les prévisions de l’indicateur sont établies selon l’approche de Schweizer et al. (2009), de manière pragma- TTéclusée/plancher DT (Tplancher × Q plancher + Tch × DQ ch)/(Q plancher + DQ ch) – Tplancher tique et en tenant compte des conditions de brassage, sur =~ — Dt la base des débits et des températures dans le tronçon en Dt amont (d. entrant) et des débits et des températures du débit d’éclusée à partir de la centrale hydroélectrique (ch) Pour faciliter la comparaison avec l’approche utilisant ou du débit atténué après assainissement (aménagement des séries de données, nous proposons de fixer l’interd’un bassin de rétention, p. ex.). valle de temps DT à 15 minutes.

Séries de mesures des débits et des températures Si une mesure d’assainissement est en place (bassin de S’il existe des séries de mesures pour le débit Q(t) et la rétention, p. ex.), il convient de remplacer DQch par le débit température de l’eau T(t), la température prévisible de atténué DQbassin et d’utiliser la durée effective de la varial’eau en aval de la restitution de l’éclusée se calcule à tion du débit (≥ 15 min) pour DT. l’aide de la formule suivante :

T(t)totale Calcul utilisant les approximations – =~ (T(t)d.entrant × Q(t)d.entrant + T(t)ch × Q(t)ch)/(Q(t)d.entrant + Q(t)ch ) exemple simple Lorsque l’exploitation de la centrale superpose un Les données du débit entrant (d. entrant) sont des tem- débit d’éclusée de DQch = 15 m3/s à 4 °C à un débit pératures et des débits que l’on rencontre typiquement plancher de 6 m3/s à 8 °C et que la modification du durant l’année. Elles ont par exemple déjà été relevées débit intervient en 15 minutes, TTéclusée/plancher = lors de l’analyse des déficits ou pour l’élaboration de la –11,4 °C/h (état : mauvais). mesure d’assainissement. Les données de la centrale hydroélectrique (ch) correspondent aux cycles de turbinage En cas d’atténuation de la restitution, si DQch = 10 m3/s prévisibles. et que la modification du débit intervient en 75 mi- Lorsqu’une mesure d’assainissement est mise en œuvre entre l’éclusée déversée par la centrale et sa restitution dans le cours d’eau (bassin de rétention, p. ex.), il convient de remplacer le débit Q(t)ch par le débit atténué Q(t)bassin. La température dans le bassin de rétention ne variant que de manière minime, on néglige cette variation dans le calcul et l’on suppose que la température de l’eau dans le bassin équivaut à T(t)ch. La série de valeurs ainsi prévues pour la température T(t)totale est évaluée de manière analogue au module « Planification stratégique ».

Approximations de débits et de températures En l’absence de séries de données, il est possible d’estimer le taux de variation de la température TTéclusée/plancher en °C/h à titre de critère prépondérant. Le calcul est établi pour des valeurs de débit et de températures saisonnières typiques et se fonde sur le débit plancher Qplancher

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 85

5 Bibliographie Toffolon M., Siviglia A., Zolezzi G. 2010. Thermal wave

dynamics in rivers affected by hydropeaking. Water Re- Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Assainis- sources Research 46 : 1 – 18. sement des éclusées – Planification stratégique. Un module de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office Zolezzi G., Siviglia A., Toffolon M., Maiolini B. 2011 Therfédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pra- mopeaking in Alpine streams : event characterization and tique n° 1203 : 127 p. time scales. Ecohydrology 4 : 564 – 576.

Bruno M.C., Siviglia A., Carolli M., Maiolini B. 2013. Multiple drift responses of benthic invertebrates to interacting hydropeaking and thermopeaking waves. Ecohydrology 6 : 511–522.

Carolli M., Bruno M.C., Siviglia A., Maiolini B. 2012. Responses of benthic invertebrates to abrupt changes of temperature in flume simulations. River Research and Applications 28 : 678–691.

Halleraker J.H., Saltveit S.J., Harby A., Arnekleiv J.V., Fjeldstad H. P., Kohler B. 2003. Factors influencing stranding of wild juvenile brown trout (Salmo trutta) during rapid and frequent flow decreases in an artificial stream. River Research and Applications 19 : 589 – 603.

Saltveit S.J., Halleracker J.H., Arnekleiv J.V., Harby A.

2001 Field experiments on stranding in juvenile Atlantic

salmon (Salmo salar) and brown trout (Salmo trutta) during rapid flow decreases caused by hydropeaking. Regulated Rivers : Research & Management 17 : 609 – 622.

Schweizer S., Neuner J., Heuberger N. 2009. Bewertung von Schwall-Sunk – Herleitung eines ökologisch abgestützten Bewertungskonzepts. Wasser Energie Luft 101 : 194 – 202.

Siviglia A., Toro E. 2009. The WAF method and splitting procedure for simulating hydro and thermal peaking waves in open channel flows. Journal of Hydraulic Engineering 135 : 651 – 662.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 86

Présence de juvéniles Champ d’application Les alevins de truite fario et d’ombre sont présents et analyse des déficits peuvent être identifiés au printemps. Pour les autres esprévisions pèces, les individus aux premiers stades de développeévaluation des effets ment et les poissons 0+ ne peuvent pas être identifiés avec certitude avant l’automne et avant qu’ils atteignent Modifications apportées au module « Planification stra- 5 cm, au stade 1+. Les observations de juvéniles d’estégique » : pèces non identifiables sont également consignées.

• Outre la truite fario, l’ombre est également recensé.

• Pas de fonction de valeur, mais conclusion établie par 3 Traitement des données et évaluation un spécialiste (possédant une solide expérience du domaine). En relation avec l’indicateur P1* Module Poissons du SMG, il est possible de se demander si les nombres de juvéniles correspondent aux nombres escomptés (ceux-

1 Bases théoriques ci étant calculés à partir du nombre d’individus adultes

recensés) ? Ces bases sont identiques à celles du module « Planification stratégique » (Baumann et al. 2012). Cette observation correspond à un relevé ponctuel, qui peut être faussé par différents événements extérieurs (empoissonnement, crues récentes ou sécheresse ex- 2 Collecte des données trême, conditions inappropriées pour la pêche expérimentale, pollution des eaux, etc.). Planification Il importe de prendre en compte la saison (stade de déve- Il convient par ailleurs de prendre en compte les condiloppement des œufs, date d’éclosion probable). Les ana- tions morphologiques du cours d’eau, telle la capacité lyses sur le terrain doivent si possible être menées avant des tronçons étudiés à servir d’habitat aux juvéniles. un éventuel alevinage. Les nombreuses variables rendent en fin de compte l’in- Marche à suivre terprétation difficile et celle-ci ne débouche souvent que L’observation directe et la pêche électrique permettent sur un ordre de grandeur. Les résultats des observations de quantifier, par approximation au moins, la présence et des pêches électriques ne sont donc pas évalués à de juvéniles de truite lacustre, de truite fario et d’ombre. l’aide d’une fonction de valeur pour les juvéniles recensés, mais un spécialiste conclut si l’exploitation par éclusées Après l’éclosion et l’émergence du gravier (habituelle- a exercé une influence nulle (état : bon), moyenne (état : ment en mai), les juvéniles d’ombre séjournent (jusqu’à moyen) ou forte (état : mauvais) sur ces relevés ponctuels. l’âge de 4 semaines env.) dans les anses calmes ou à l’abri du courant en aval d’enrochements. Il est possible de les observer et de les compter à l’œil nu.

Les juvéniles de truite lacustre et de truite fario ainsi que les juvéniles d’ombre, un peu plus âgés, sont pêchés et quantifiés à l’aide d’appareils électriques (Peter et Erb 1996).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 87

4 Analyses complémentaires

Les analyses complémentaires ci-après sont à même de faciliter l’interprétation de la présence de juvéniles :

• Lorsque le frai naturel n’obtient que de mauvais résultats, les tests utilisant les boîtes d’éclosion (cf. indicateur P3*) peuvent fournir des informations sur la qualité de l’eau (notamment pour ce qui est de la température et de la turbidité).

• Lorsque la reproduction naturelle est entravée par une forte concentration de matières en suspension, les boîtes d’éclosion permettent d’observer concrètement le phénomène (dépôt de sédiments fins dans les boîtes) et de le corroborer.

• Lorsque la présence de juvéniles dans les boîtes d’éclosion est bonne, mais que le frai naturel ne fournit pas de résultats probants, la cause peut résider dans l’érosion des frayères (vérification à l’aide de l’indicateur P3*) ou dans un échouage excessif (cf. indicateur P2*) ou une dérive excessive de juvéniles (cf. indicateur F1), voire dans l’absence d’habitats appropriés.

• Lorsque ni le frai naturel ni les boîtes d’éclosion ne donnent de résultats probants, c’est la température de l’eau qui peut être en cause (à vérifier à l’aide de l’indicateur Q1*).

• Un frai naturel donnant de bons résultats signifie en général que les exigences en matière de qualité chimico-physique de l’eau sont remplies et que les conditions morphologiques des frayères décrites ci-dessus sont réunies durant le débit plancher. Un frai naturel entravé peut indiquer une atteinte due aux éclusées.

5 Bibliographie

Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Assainissement des éclusées – Planification stratégique. Un module de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique n° 1203 : 127 p.

Peter A., Erb M. 1996. Leitfaden für fischbiologische Erhebungen in Fliessgewässern unter Einsatz der Elektrofischerei. OFEFP, Berne. Mitteilungen zur Fischerei Nr. 58 : 19 p.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 88

Biomasse et diversité du

macrozoobenthos Champ d’application tronçon de référence, la diversité et la biomasse du secanalyse des déficits teur étudié peuvent être comparées avec ce tronçon. En prévisions l’absence de tronçon de référence, les valeurs servant à évaluation des effets la comparaison doivent être définies sur la base des données obtenues lors de l’évaluation de l’indicateur B2*, car Modifications apportées au module « Planification stra- il n’existe que très rarement des informations sur des reletégique » : vés antérieurs. Si de telles données sont malgré tout disponibles, elles ne sont en général pas comparables, soit

• Outre la biomasse, l’évaluation porte désormais aussi en raison de la méthode appliquée soit parce que d’autres sur la biodiversité. atteintes, telle une mauvaise qualité chimico-physique de

• Seuls des taxons EPT sont désormais pris en compte. l’eau ou des déficits morphologiques, influaient déjà sur

• L’évaluation de la biomasse à l’aide d’une valeur cible la biomasse et la diversité du macrozoobenthos. On se définie par calcul n’a pas fait ses preuves dans la pra- trouve donc en principe face aux scénarios décrits citique. L’évaluation porte désormais sur la perte de bio- après avec leurs possibilités d’interprétation. masse et de diversité due à l’échouage dans la zone de marnage (les indicateurs B3 et F1* constituent une Scénario 1 : existence d’un tronçon de référence et aide utile à cet effet). secteur à étudier canalisé (pas de zone de marnage) Les échantillons prélevés pour l’indicateur B2* servent à déterminer la biomasse des taxons EPT (g/m2) et la

1 Bases théoriques liste de taxons établie pour l’indicateur B3 permet de

connaître la diversité EPT au niveau de l’espèce. Une L’évaluation de la biomasse utilise les données provenant fois obtenus pour le tronçon de référence et le secteur à des échantillons semi-quantitatifs de l’indicateur B2* étudier, les résultats sont évalués à l’aide de la fonction Module Macrozoobenthos du SMG. de valeur indiquée à la page suivante (tab. C17).

Quant à l’évaluation de la biodiversité, elle se fonde sur Scénario 2 : existence d’un tronçon de référence et les listes de taxons, établies au niveau de l’espèce, de présence d’une zone de marnage dans le secteur l’indicateur B3 Zonation longitudinale du macrozooben- à étudier thos. La détermination directe de la masse des taxons Afin de pouvoir comparer la biomasse EPT du tronçon EPT réduit le temps nécessaire pour la collecte des don- de référence avec la biomasse EPT du tronçon à étudier, nées et augmente la signifiance des résultats (prise en qui comprend une zone de marnage, il faut tout d’abord compte de taxons sensibles à l’échouage ou à la dérive, déterminer la biomasse (g/m2) de ce dernier. Lors de cette abandon des gammarides). opération, la biomasse mesurée dans la zone de marnage tend à sous-estimer la biomasse réellement présente dans le secteur étudié, tandis que la biomasse recensée

2 Collecte des données dans la zone inondée en permanence tend à la surestimer. Afin d’obtenir des valeurs de biomasse comparables

Marche à suivre dans le tronçon à éclusées et dans le tronçon de réfé- La marche à suivre pour évaluer la biomasse et la diversi- rence, on détermine la zone inondée par débit Q347naturel té dépend de la présence d’un tronçon de référence ainsi et celle inondée en cas de débit plancher, cette dernière que de la morphologie du secteur étudié. S’il existe un pouvant être identifiée à l’aide de modèles hydrauliques.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 89

Grâce à ces surfaces, il est possible d’établir le rapport Détermination des pertes de biomasse entre biomasse de la zone de marnage ou biomasse de la Les pertes de biomasse sont calculées sur la base des zone inondée en permanence, d’une part, et la biomasse échantillons IBCH-1 et IBCH-2 et des observations faites totale dans le tronçon à éclusées étudié, d’autre part. sur place. Des explications à cet effet figurent dans La biomasse EPT totale établie par calcul est comparée Limnex (2006), Zurwerra et Bur (2009), Ochsenhofer avec la biomasse EPT totale recensée dans le tronçon de (2013), Schmutz et al. (2013) et Tanno et al. (2013). Pour référence, puis évaluée conformément à la fonction de l’interprétation, il importe de recourir à un spécialiste. valeur ci-dessous. Pour évaluer la diversité, on réunit les échantillons de la zone de marnage et de la zone inon- Détermination des pertes de diversité dée afin de recenser le nombre de taxons EPT (au niveau Les pertes de diversité sont déterminées selon la déde l’espèce). La diversité observée est comparée avec marche spécifiée et représentées dans un tableau ou un la diversité du tronçon de référence et évaluée selon la graphique. Les résultats doivent faire l’objet de commenfonction de valeur ci-dessous (tab. C17). taires clairs au niveau des espèces ou des groupes.

Scénario 3 : absence de tronçon de référence et Évaluation présence d’une zone de marnage dans le secteur Une fois quantifiées, les pertes de diversité et de bioà étudier masse sont évaluées selon la fonction de valeur ci-après La biomasse est déterminée selon la marche à suivre (tab. C17). décrite dans le scénario 2. À titre de comparaison, on utilise la biomasse EPT recensée dans la zone de dé- Il est également possible d’évaluer les paramètres diverbit plancher, que l’on compare à la biomasse EPT par sité et biomasse séparément, puis de les agréger. Q347naturel avant de l’évaluer à l’aide de la fonction de valeur ci-dessous (tab. C17). Afin de pouvoir évaluer la diversité, Tab. C17 il faut déterminer la diversité totale des taxons EPT dans Fonction de valeur pour la perte de diversité ou de biomasse du le tronçon à étudier. À cet effet, on réunit les listes de macrozoobenthos. taxons de la zone de marnage et de la zone de débit plancher, afin de recenser le nombre d’espèces présentes. Critère : perte de diversité ou de Évaluation État biomasse (en %) excellent < 10 Scénario 4 : absence de tronçon de référence et secteur à étudier canalisé (pas de zone de marnage) moyen < 40 En l’absence de tronçon de référence et de zone de marmédiocre < 60 nage, l’indicateur B1* ne peut pas être évalué. À sa place, mauvais ≥ 60 il est possible d’évaluer l’indicateur F1*.

3 Traitement des données et évaluation

À l’aide d’échantillons prélevés dans la zone de débit plancher (IBCH-1) et dans la zone de marnage (IBCH-2) ainsi que des observations supplémentaires faites durant les relevés sur le terrain (cf. indicateur B2*), il est possible d’estimer avec une bonne fiabilité la biomasse effective et de la comparer aux valeurs cibles.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 90

4 Bibliographie

Limnex 2006. Schwallversuche in der Linth. Ökologische Auswirkungen von schwalldämpfenden Massnahmen. Bericht zuhanden des kantonalen Amtes für Umweltschutz, Glaris : 50 p.

Ochsenhofer G. 2013. Die makrozoobenthische Besiedlung von Uferhabitaten inneralpiner Flüsse unter Schwalleinfluss. Masterarbeit, BOKU, Vienne : 86 p.

Schmutz S., Fohler, N., Friedrich T., Fuhrmann M., Graf W., Greimel F., Höller N., Jungwirth, M., Leitner P., Moog O., Melcher A., Müllner K., Ochsenhofer G., Salcher G., Steidl C., Unfer G., Zeiringer B. 2013. Schwallproblematik an Österreichs Fliessgewässern – Ökologische Folgen und Sanierungsmöglichkeiten, BMFLUW, Vienne : 175 p.

Tanno D., Schweizer S., Robinson C.T. 2013. Schwall-Sunk Sanierung in der Hasliaare – Beurteilung der ökologischen Auswirkungen von künstlichen Pegelschwankungen auf die Makroinvertebraten anhand von physikalischen Habitatmodellen. Wasser Energie Luft 105 : 288 – 295.

Zurwerra A., Bur M. 2009. Abschätzung der Schäden an Fischen und Nährtieren in einer Schwall-Sunk Strecke der Saane (Freiburg, Schweiz). Wasser Energie Luft 101 : 309 – 315.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 91

Zonation longitudinale du macrozoobenthos Champ d’application analyse des déficits prévisions évaluation des effets

Aucune modification par rapport au module « Planification stratégique ».

Familles EPT du macrozoobenthos Champ d’application analyse des déficits prévisions évaluation des effets

Aucune modification par rapport au module « Planification stratégique ».

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 92

Dérive Champ d’application Corrélations et importance pour le macrozoobenthos analyse des déficits Bruder (2012) résume les connaissances actuelles sur la prévisions dérive, qui sont souvent associées au décollement d’alévaluation des effets gues filamenteuses. Des études réalisées dans des cours d’eau alpins confirment que les éclusées renforcent le Nouvel indicateur : phénomène de dérive (Limnex 2006, Bruno et al. 2010, Bernard et Solcà 2011). De brusques changements de

• Définition spécifique au cours d’eau, sur la base d’éclu- température peuvent en effet accentuer la dérive du sées-tests, de valeurs seuils, à partir desquelles la dé- macrozoobenthos (Carolli et al. 2012, Bruno et al. 2013 ; rive peut constituer une atteinte grave. cf. indicateur Q1*).

• L’indicateur F1 n’est utilisé qu’au cas par cas, lorsque la biomasse et la diversité du macrozoobenthos sont faibles (cf. indicateur B1*). 2 Collecte des données

Quand procéder aux relevés et à la planification ?

1 Bases théoriques L’indicateur F1 est mesuré lorsque le faible niveau de

la biomasse et de la diversité recensées dans le cadre La hausse du débit accroît la vitesse d’écoulement et la de l’évaluation de l’indicateur B1* donne à penser que profondeur de l’eau. La contrainte d’entraînement au ni- la dérive est excessive. Selon les cas, il est par ailleurs veau du fond du lit et les remous augmentent également, recommandé de mesurer l’indicateur F1 afin d’analyser pouvant provoquer la dérive d’organismes, emportés par le plus en détail et de mieux comprendre les conséquences courant. Des éclusées journalières fréquentes entraînent des éclusées sur le macrozoobenthos. en particulier des pertes au sein du macrozoobenthos et celles-ci ne sont que modestement compensées par la D’éventuels essais de dérive doivent être préparés soimigration d’organismes vers l’amont et par la dérive na- gneusement d’entente avec l’exploitant de la centrale turelle de macrozoobenthos provenant du secteur situé hydroélectrique. Pour coordonner le déroulement des reen amont de la restitution. levés, des essais préalables sont indispensables.

Corrélations et importance pour les poissons Marche à suivre La dérive de poissons dépend en particulier de la mor- Le choix des emplacements où seront effectués les relephologie du cours d’eau, du moment de la journée, de la vés nécessaires à l’évaluation de l’indicateur F1 est opésaison, de la température de l’eau et du stade de déve- ré selon la catégorisation des tronçons conformément à loppement des différentes espèces piscicoles. En prin- l’annexe B et selon la sélection des tronçons à étudier. Il cipe, les poissons emportés par le courant tendent à se convient de coordonner les lieux de mesure de la dérive rapprocher de la rive et peuvent, au bout d’un certain avec les relevés de l’indicateur B2*. temps, stopper leur dérive, puis remonter à nouveau le cours d’eau durant le débit plancher (Auer et al. 2014). La marche à suivre comprend les six étapes ci-après : Ce phénomène, de même que les facteurs qui le limitent, sont encore trop mal connus pour que la dérive de pois- 1. Décision quant à la nécessité de mesurer l’indicateur. sons puisse servir à évaluer les atteintes graves dues aux 2. Choix des lieux de prélèvement. éclusées (cf. toutefois Auer et al. 2014 et les bases théo- 3. Choix des techniques de prélèvement. riques de l’indicateur P2*). 4. Choix de la période de prélèvement et des moments de la journée où ils auront lieu, avec définition des intervalles entre deux prélèvements.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 93

5. Définition des débits à étudier et des scénarios de dé- 4. Mesurer la dérive de fond durant le débit plancher. rive sur la base des paramètres hydrologiques (débit d’éclusée et taux de montée du niveau d’eau) actuels Il faut si possible répéter les prélèvements pour différents et futurs (après assainissement). débits planchers et d’éclusée, ainsi que pour différents 6. Traitement des données, évaluation et interprétation taux de montée du niveau d’eau, en fonction des scénades résultats. rios étudiés (après assainissement) et en respectant un intervalle suffisant entre les jours des prélèvements. Il Durant les relevés décrits, il est recommandé de mesu- est recommandé en outre de prélever si possible dans un rer également d’autres paramètres abiotiques tels que cours d’eau de référence. la température, le débit, le niveau de l’eau, la vitesse d’écoulement et les matières en suspension (à l’aide d’un entonnoir Imhoff, p. ex.) afin de pouvoir, d’une part, situer 3 Traitement des données et évaluation les prélèvements d’échantillons dans le temps et de réunir, d’autre part, de précieuses informations pour l’inter- Une fois les données recueillies, il convient d’évaprétation des données. luer au moins le poids d’organismes frais et la densité macrozoobenthique par taxon (selon les problèmes à Prélèvement d’échantillons traiter), puis de représenter les résultats en fonction du Il n’existe pas de méthode standardisée pour mesurer la niveau d’eau ou du débit, ainsi que de la période de prédérive des organismes macrozoobenthiques. En Suisse, lèvement. On trouve des exemples de représentation des des prélèvements probants ont été réalisés à l’aide de données dans Limnex (2009) et Bernard et Solcà (2011). filets et de pompes (Limnex 2006, Limnex 2009, Bernard Pour interpréter les données, il peut être utile de repré- et Solcà 2011). senter également la densité et le poids d’organismes frais en fonction d’autres paramètres, telles la température, la Le prélèvement à l’aide d’un filet utilise une installation concentration de matières en suspension ou la vitesse proche du substrat, qui comprend un filet à mailles fines d’écoulement dans la colonne d’eau et à proximité du

avec une ouverture de taille standard. Comme les filets fond du lit. Il est également recommandé de représendoivent être régulièrement vidés et remis en place du- ter le taux de dérive (nombre d’individus par rapport au rant la montée du niveau d’eau et le débit d’éclusée (l’in- nombre total d’individus emportés par le courant) pour tervalle de temps dépend du taux de montée du niveau un débit naturel et pour un débit d’éclusée. L’analyse ne d’eau et du débit d’éclusée), cette méthode de prélève- tiendra pas compte des taxons dont l’abondance est inment convient principalement pour les centrales à débits férieure à cinq. faibles ou pour mesurer la dérive de fond dans les zones proches de la berge. Il convient ensuite de comparer les résultats des différentes périodes d’analyse, des différents modes d’exploi- Le prélèvement à l’aide de pompes consiste à diriger le tation et des différents lieux de prélèvement. tube d’une ou de plusieurs pompes contre le courant et de pomper l’eau dans un filet à mailles fines. Comme il n’existe pas de données pouvant servir de comparaison, le présent module ne propose pas de fonction Les prélèvements doivent intervenir durant les quatre de valeur. En comparant la dérive dans différents tronphases appropriées pour atteindre les objectifs suivants : çons étudiés ainsi qu’à l’intérieur du même tronçon étudié pour différents types d’éclusées, un spécialiste devrait

1 Mesurer la dérive de fond durant le débit plancher. toutefois être en mesure d’évaluer la dérive, selon son

2 Mesurer l’augmentation du débit à plusieurs inter- importance, selon cinq classes d’état et de définir des

valles. valeurs indicatives pour le débit d’éclusée et le taux de 3. Mesurer l’éclusée constante et déterminer l’arrivée du montée du niveau d’eau. pic thermique (prélèvement à différentes périodes).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 94

Des essais expérimentaux (non encore publiés) révèlent Bruno M.C., Maiolini B., Carolli M., Silveri L. 2010. Short que la dérive du macrozoobenthos est plus élevée de nuit time-scale impacts of hydropeaking on benthic inverteque de jour. Il convient donc de réduire en conséquence brates in an Alpine stream (Trentino, Italy). Limnologica les paramètres hydrologiques déterminants (taux de 40 : 281 – 290. montée du niveau d’eau et débit d’éclusée) lorsque des éclusées surviennent la nuit. Bruno M.C., Siviglia A. Carolli M., Maiolini B. 2013. Multiple drift responses of benthic invertebrates to interacting hydropeaking and thermopeaking waves. Ecohydrology 4 Prévisions 6 : 511–522.

La dérive (F1) n’est pas un indicateur qui se prête aux Carolli M., Bruno M.C., Siviglia A., Maiolini B. 2012. Resprévisions. Son utilité est indirecte, puisque les tests de ponses of benthic invertebrates to abrupt changes of dérive aident à définir des valeurs limites spécifiques pour temperature in flume simulations. River Research and les taux de montée du niveau d’eau ou d’accroissement Applications 28 : 678 – 691. du débit ainsi que pour le débit d’éclusée. Limnex 2006. Schwallversuche in der Linth, Ökologische Les connaissances actuelles sont par trop lacunaires Auswirkungen von schwalldämpfenden Massnahmen. Bepour établir des prévisions à moyen et à long terme de richt zuhanden des kantonalen Amtes für Umweltschutz, la dérive indépendamment d’essais expérimentaux. Font Glaris : 50 p. notamment défaut des données sur la contrainte d’entraînement au niveau du fond du lit, une donnée cru- Limnex 2009. Schwall-Sunk in der Hasliaare. Gewäsciale, durant l’accroissement du débit (débit non sta- serökologische Untersuchung von Hasliaare und tionnaire), de même que sur la sensibilité différenciée du Lütschine. Beurteilung der Schwall-Auswirkungen in je macrozoobenthos face à la dérive (en fonction de l’es- zwei Strecken und Szenarien. Bericht zuhanden der Krafpèce, de la constitution et du comportement). twerke Oberhasli AG, Innertkirchen : 40 p.

5 Bibliographie

Auer S., Fohler N., Zeiringer B., Führer S., Schmutz S. 2014. Experimentelle Untersuchungen zur Schwallproblematik. Drift und Stranden von Äschen und Bachforellen während der ersten Lebensstadien. BOKU, Vienne : 109 p.

Bernard R., Solcà L. 2011. Studio degli effetti delle variazioni di portata indotti dalla regimazione idroelettrica lungo il fiume Ticino. Rapporto conclusivo di sintesi. Dipartimento del Territorio, Lugano : 79 p.

Bruder A. 2012. Bewertung von Massnahmen zur Beseitigung wesentlicher Beeinträchtigungen durch Schwall und Sunk – Grundlagen für den Vollzug. EAWAG, Dübendorf : 92 p.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 95

Module Poissons du SMG Champ d’application conformer au module Poissons du SMG (Schager et Peter analyse des déficits 2004) en veillant aux points ci-après : prévisions évaluation des effets • Rattacher le cours d’eau à l’écorégion correspondante.

• Déterminer la zone piscicole et la composition poten- Modifications apportées au module « Planification stra- tielle de l’ichtyofaune. tégique » : • Établir la liste des espèces de poissons (et de cyclostomes).

• Dans les petits cours d’eau, les pêches doivent si pos- • Déterminer la fréquence relative des différentes essible se faire en deux ou trois passages. pèces.

• Les tronçons où ont lieu les pêches électriques doivent • Établir la distribution des classes de taille de la truite être représentatifs de la totalité du tronçon à éclusées. fario.

• Déterminer ou estimer la proportion de poissons 0+ dans les populations des espèces indicatrices (calcul

1 Bases théoriques de la moyenne si plusieurs espèces indicatrices) ; déterminer également la densité (individus/ha) dans le

Un état des lieux complet, réalisé à l’aide de pêches cas de la truite fario. électriques, fournit d’une part des résultats parlants et • Calculer la surface pêchée. d’autre part les bases requises pour classer, évaluer et • Calculer la densité des truites fario en individus par interpréter toutes les autres analyses écologiques. hectare. • Déterminer le pourcentage de poissons présentant des anomalies et des déformations (par espèce et en 2 Collecte des données moyenne).

Nous proposons en principe de respecter la marche à En dehors des résultats obtenus pour les autres indicasuivre décrite dans le module « Planification stratégique » teurs spécifiques aux poissons, l’interprétation doit éga- (Baumann et al. 2012), moyennant toutefois les quelques lement tenir compte d’autres éléments, telles la qualité (petites) adaptations ci-après : chimico-physique de l’eau, la présence de la maladie rénale proliférative (MRP) et les informations sur d’éven-

• Dans les petits cours d’eau, il est possible, selon les tuelles mesures d’alevinage. conditions locales, de clôturer des tronçons à l’aide de filets et d’effectuer deux ou trois passages de capture pour quantifier le peuplement piscicole. 5 Bibliographie

• Nombre de tronçon : X de 200 m. Les tronçons où ont lieu les pêches électriques doivent être représentatifs Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Assainisde la totalité du tronçon à éclusées. Ils sont déterminés sement des éclusées – Planification stratégique. Un mosur la base des relevés consacrés à la morphologie des dule de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office eaux (cf. annexe B). fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique n° 1203 : 127 p.

3 Traitement des données et évaluation Schager E., Peter A. 2004. Méthodes d’analyse et d’appréciation des cours d’eau en Suisse. Poissons – ni-

Pour traiter les résultats des pêches, de même que pour veau R (région). OFEFP, Berne. Informations concernant évaluer et interpréter les données, il convient de se la protection des eaux n° 44 : 63 p.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 96

Module macrozoobenthos du SMG Champ d’application dans la zone à débit plancher (IBCH-1) sont réalisés seanalyse des déficits lon Stucki (2010) et les relevés dans la zone de marnage prévisions (IBCH-2) selon le présent module. évaluation des effets Études préalables Modifications apportées au module « Planification stra- Avant de procéder aux relevés du macrozoobenthos, il tégique » : convient de définir, avec l’exploitant de la centrale, le régime d’éclusées à étudier pendant la période des pré- • Relevé supplémentaire dans la zone de marnage avec lèvements. Quant aux prélèvements d’échantillons aux huit prélèvements IBCH‑2 pour les bancs de gravier de emplacements étudiés, il faut les prévoir à des périodes grande étendue et les lits ramifiés. où les éclusées présentent une grande amplitude (quantile 95 %).

1 Bases théoriques

Des calculs hydrauliques permettent d’estimer la zone Dans le cadre de la planification stratégique de l’assai- inondée durant le débit plancher typique, durant le débit nissement des éclusées, la majorité des données utilisées Q347 et durant le débit naturel médian en hiver et à la pépour évaluer l’indicateur B2 ne sont pas spécifiques à la riode de fonte des neiges. Les données obtenues servent problématique des éclusées. De plus, nombre de tron- à décider si une période de prélèvement suffit ou s’il faut çons à éclusées ne peuvent pas faire l’objet de prélève- en prévoir deux. ments suffisants (débits élevés, visibilité restreinte). Pour compléter les données, des relevés devront être Comme l’indicateur global B2 fournit des données de entrepris dans un ou plusieurs tronçons de référence (à base importantes pour évaluer les autres indicateurs condition qu’il en existe). du macrozoobenthos, un relevé destiné à connaître les conditions spécifiques qui règnent pendant les éclusées Choix des lieux de prélèvement dans le cours d’eau étudié améliore sensiblement les Les lieux de prélèvement des échantillons IBCH-1 et informations servant à fonder et à évaluer les mesures IBCH-2 dans le tronçon à éclusées devront être choisis d’assainissement requises. de telle sorte que les résultats ne soient pas faussés par des affluents ou des déversements d’eau. Afin d’établir le plan stratégique du canton de Fribourg, les spécialistes ont appliqué l’indicateur B2* à quatre Les échantillons de référence doivent, si possible, être sites d’analyse sur la Sarine. Sur 29 espèces EPT identi- prélevés dans un tronçon de cours d’eau non soumis aux fiées, sept n’ont été recensées que dans la zone de mar- éclusées et selon Stucki (2010), c’est-à-dire avec évanage, dont certaines étaient des espèces sensibles aux luation séparée et conservation des huit échantillons éclusées (PRONAT, non publié). Les travaux d’Ochsen- ponctuels. Est considéré comme référence un tronçon du hofer (2013) et de Schmutz et al. (2013) contiennent des même type que le cours d’eau étudié, situé à une altitude explications à ce sujet. similaire, dont le régime d’écoulement est peu perturbé (les tronçons à débit résiduel sont donc le plus souvent exclus) et présentant un état physique (température, mor- 2 Collecte des données phologie) et chimique comparable au tronçon à étudier.

Si le tronçon étudié comporte des zones de marnage Dans un cours d’eau où le macrozoobenthos revêt une étendues, il est recommandé de procéder à un nouveau grande importance, il faut le cas échéant, en particurelevé en utilisant l’indicateur B2* (IBCH-2). Les relevés lier pour évaluer les indicateurs B3 Zonation longitudi-

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 97

nale du macrozoobenthos et B1*Biomasse et diversité si possible durant le débit d’éclusée ou alors pendant du macrozoobenthos, envisager un autre prélèvement de que le débit diminue. macrozoobenthos, à une période qui s’écarte de la fe- 4. Les échantillons 7 et 8 sont prélevés dans la zone nêtre habituellement prévue pour les échantillonnages inondée durant le débit Q347naturel pendant que le dé- (été/automne). bit diminue après l’éclusée et lorsque la profondeur de l’eau ne dépasse pas 5 cm. Si ces conditions ne Prélèvement d’échantillons peuvent pas être remplies, il convient de prélever des Dans les tronçons à éclusées, des prélèvements distincts échantillons de vase après la mise à sec de la zone. sont opérés dans la zone inondée en permanence durant le débit plancher et dans la zone de marnage. Voici les Fig. C12 trois étapes à respecter : Sections transversales évaluées, avec indication du débit plancher, du débit Q347naturel et de la zone de marnage.

1 Déterminer, conformément à l’annexe B, les secteurs

et les tronçons à étudier sur le tracé du cours d’eau ainsi que les tronçons de référence.

2 Déterminer les sites à étudier selon la méthode IBCH

dans la zone inondée en permanence durant le dé- Débit bit plancher et procéder aux prélèvements (IBCH‑1 ; plancher Zone de marnage

emplacements indiqués en bleu dans la fig. C13) en Débit Q347 naturel tenant compte des habitats déterminés par le couple substrat-vitesse (selon Stucki 2010), puis évaluer et conserver séparément les huit échantillons ponctuels.

3 Répéter l’étape 2 pour huit autres prélèvements dans Débit d’éclusée

deux sections transversales (transects) de la zone de Q 347 naturel marnage, puis évaluer et conserver séparément les Débit plancher

huit échantillons ponctuels (IBCH-2 ; emplacements indiqués en rouge dans la fig. C13).

Les prélèvements dans les deux transects de la zone de Fig. C13 marnage (IBCH-2) sont effectués durant l’éclusée et du- Prélèvement IBCH. Emplacements des prélèvements dans la zone rant la diminution subséquente du débit à partir de la rive inondée durant le débit plancher (IBCH-1) et dans la zone de vers le centre du cours d’eau. Voici comment procéder marnage (IBCH-2). 2 IBCH-2

1 Les échantillons 1 et 2 sont prélevés à l’aide du filet 6 4 2 1 (durant

kicknet durant l’éclusée. Les emplacements se situent l’éclusée; 4 filet kicknet) en dehors de la zone inondée durant le débit Q347naturel. IBCH-1 IBCH-2

2 Les échantillons 3 et 5 sont prélevés pendant que le 8 7 5 3 (durant

débit diminue après l’éclusée et lorsque la profondeur 7 le débit 8 plancher; de l’eau ne dépasse pas 5 cm. Si ces conditions ne filet kicknet ou prélève peuvent pas être remplies, il est possible de prélever ment de des échantillons de vase après la mise à sec de la Débit plancher vase) zone. Les emplacements se situent en dehors de la Largeur inondée Zone de marnage zone inondée durant le débit Q347naturel.

3 Les échantillons 4 et 6 sont prélevés à l’aide du filet Largeur inondée durant Q347 naturel

kicknet dans la zone inondée durant le débit Q347naturel

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 98

Il importe de noter les emplacements des prélèvements mettent d’estimer les conditions régnant à l’état naturel et sur des croquis ou des photos du site étudié, afin de pou- de procéder à une comparaison avec le macrozoobenthos voir prélever des échantillons aux mêmes endroits en cas présent dans le tronçon à éclusées. Il importe pour ce de répétition des relevés. faire de vérifier si d’autres perturbations ont pu influer sur la composition et le nombre d’individus du macrozooben- Selon les besoins, d’autres mesures et observations sont thos. entreprises parallèlement aux prélèvements. En voici quelques exemples : échouage du macrozoobethos, dé- Les relevés réalisés pour l’indicateur B2* permettent rive, température, abris potentiels (pour le macrozooben- d’identifier une modification de la composition et de la thos) dans l’espace interstitiel, vitesse d’écoulement densité des individus : et profondeur de l’eau à proximité des emplacements des prélèvements, ces derniers relevés complétant les 1. Dans le temps, par rapport à des données recueillies courbes de préférence. précédemment. 2. Au fil du cours d’eau, dans le tronçon à éclusées.

3 Au fil du cours d’eau, par rapport au tronçon de ré-

3 Traitement des données et représentation férence. des résultats 4. À chaque emplacement étudié, grâce à la comparaison et à l’analyse des taxons identifiés dans la zone Les données issues des échantillons sont traitées selon inondée durant le débit plancher et dans la zone de l’IBCH, avec évaluation distincte de chaque échantillon ponc­ marnage. tuel et détermination de l’IBCH des échantillons composites dans la zone inondée en permanence durant le débit plancher, Les relevés et les observations dans la zone de marnage dans la zone de marnage et dans le tronçon de référence. révèlent en particulier les pertes de macrozoobenthos dues à la dérive, à l’échouage et à la mise à sec. Leur Les résultats sont représentés dans un graphique : estimation spatiale et quantitative permet de procéder à des comparaisons avec l’habitabilité prévue pour diffé- 1. IBCH des échantillons ponctuels ou des échantillons rents taxons à l’aide de l’indicateur B5. composites prélevés dans les tronçons ainsi que le long du cours d’eau.

2 Diversité taxonomique des échantillons ponctuels ou 5 Bibliographie

des échantillons composites prélevés dans les tronçons ainsi que le long du cours d’eau. Ochsenhofer G. 2013. Die makrozoobenthische Be-

3 Densité totale d’individus dans les échantillons ponc- siedlung von Uferhabitaten inneralpiner Flüsse unter

tuels ou les échantillons composites prélevés dans les Schwalleinfluss. Masterarbeit, BOKU, Vienne : 86 p. tronçons ainsi que le long du cours d’eau.

4 Densité des individus de taxons importants (éphémé- Schmutz S., Fohler, N., Friedrich T., Fuhrmann M., Graf

roptères, plécoptères, trichoptères, diptères et autres W., Greimel F., Höller N., Jungwirth, M., Leitner P., Moog év.) dans les échantillons ponctuels ou les échantil- O., Melcher A., Müllner K., Ochsenhofer G., Salcher G., lons composites prélevés dans les tronçons ainsi que Steidl C., Unfer G., Zeiringer B. 2013. Schwallproblemale long du cours d’eau. tik an Österreichs Fliessgewässern - Ökologische Folgen und Sanierungsmöglichkeiten, BMFLUW, Vienne : 175 p.

4 Évaluation Stucki P. 2010. Méthodes d’analyse et d’appréciation des

cours d’eau en Suisse. Macrozoobenthos – niveau R. Of- L’évaluation intervient selon Stucki (2010). Les relevés fice fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement du macrozoobenthos dans le tronçon de référence per- pratique n° 1026 : 61 p.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 99

Colmatage interne Champ d’application les relevés sur le terrain. Le colmatage interne observé analyse des déficits dans la zone de marnage selon Schälchli (2002) et celui prévisions de la zone inondée (selon la traînée provoquée par une évaluation des effets remise en suspension artificielle) peuvent s’écarter de l’abaque. C’est également ce qui ressort des conclusions Modifications apportées au module « Planification stra- de Habersack et Hauer (2014) : les analyses d’échantiltégique » : lons obtenus par carottage-congélation ont révélé que le colmatage interne dans la zone inondée en permanence

• Colmatage interne utilisé comme indicateur complé- est principalement dû aux matériaux charriés fins (0,5 à mentaire en cas de crues peu fréquentes et d’apports 2 mm) et non pas aux matières en suspension (< 0,5 mm). en quantité de sédiments fins dans les grandes vallées alpines significativement influencées par la présence de L’accumulation de fractions fines engendre des proglaciers (une utilisation restrictive est recommandée). blèmes écologiques lorsque les matériaux déposés ne

• Le colmatage interne n’est pas déterminé à l’aide d’un sont pas redéplacés ou lorsqu’une sédimentation perturabaque de la concentration de matières en suspension, bée rend le substrat du fond du lit plus grossier. En ce qui mais au cas par cas au moyen de la méthode désirée. concerne l’influence des éclusées, les études réalisées dans le Rhin alpin ont montré que les sédiments fins s’accumulent surtout dans les zones de marnage (Habersack

1 Bases théoriques et Hauer 2014). Dans la zone inondée en permanence, la

proportion de sédiments fins était au contraire très faible. Facteurs d’influence Une étude réalisée récemment sur le Rhin alpin a montré Dans le Rhin alpin aucune corrélation claire n’a touteque le colmatage interne peut exercer une influence dé- fois pu être établie entre le rapport débit d’éclusée/débit cisive sur la reproduction des poissons qui déposent leur plancher et l’ampleur du colmatage interne, ni dans la frai dans le gravier du fond du lit (Flussbau 2012). zone inondée en permanence ni dans la zone de marnage.

Dans le module « Planification stratégique » (Baumann De nouveaux relevés peuvent s’imposer et al. 2012), le colmatage interne est déterminé par un La relation directe entre le colmatage interne et la abaque en fonction de la concentration de matières en concentration de matières en suspension est donc resuspension durant l’éclusée en hiver. mise en doute. Lorsque l’évaluation de l’indicateur H1* est nécessaire pour compléter et vérifier les résultats de De nombreux facteurs influent toutefois sur le colmatage l’analyse des déficits, il est recommandé d’effectuer de interne. Les principaux sont le gradient hydraulique du nouveaux relevés afin de pouvoir en tirer des conclusions courant d’infiltration, la contrainte d’entraînement, la sur la qualité de l’espace interstitiel. Dans la mesure du température de l’eau, la répartition de la granulométrie possible, il convient d’évaluer un tronçon de référence à des matériaux formant le fond du lit (en particulier les titre de comparaison. matériaux fins), la concentration de matières en suspension, ainsi que la dynamique du charriage et des crues Une autre solution, pour remplacer les relevés du col- (Habersack et Hauer 2014). matage interne, consiste à mettre en place des boîtes d’éclosion contenant des œufs de poisson fécondés Observations récentes (cf. indicateur P3*). Des analyses approfondies menées sur l’Aar du Hasli (Schweizer et al. 2013 (1) – (4)) ont montré que les estimations établies à l’aide de l’abaque coïncident mal avec

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 100

2 Collecte des données un affluent, un glissement de terrain ou le curage d’un

réservoir d’accumulation. Planification 5. Détermination du colmatage interne durant le débit Pour que le colmatage interne selon Schälchli (2002) plancher dans la zone de marnage avec prélèvement puisse être déterminé aussi près que possible de la d’échantillons de référence en dehors de la zone de zone inondée en permanence, les relevés de l’indicateur marnage (selon Schälchli 2002), puis agrégation pour doivent être effectués lorsque le débit est faible. La mé- obtenir cinq classes d’état, ou alors prélèvements par thode mesurant le colmatage même sous l’eau (Guthruf carottage-congélation (Habersack et Hauer 2014). 2014) ou le carottage-congélation permettent de prélever 6. Détermination du colmatage interne dans la zone des échantillons même dans la zone inondée. inondée en permanence selon la méthode de Guthruf (2014), grâce à des prélèvements par carot- Il est recommandé d’effectuer les relevés sur le terrain tage-congélation ou le plus près possible de la zone avant le début de la période de frai de l’espèce indica- inondée et lorsque le niveau est bas selon la méthode trice, lorsque l’étiage est prononcé et l’eau claire. Les de Schälchli (220). relevés seront répétés aux mêmes emplacements vers la fin de l’hiver, quand l’influence potentielle du régime Il revient au spécialiste de choisir la méthode à utiliser d’éclusées sur le colmatage interne est normalement plus dans la zone de marnage et dans la zone inondée en perperceptible. manence. Ce choix dépend du cours d’eau et du coût des relevés. Les relevés et le choix de la méthode doivent Marche à suivre toutefois être clairement expliqués. Les relevés comprennent les six étapes ci-après :

1 Évaluation du charriage fin et de la dynamique des 3 Traitement des données et évaluation

crues par un spécialiste.

2 Décision d’évaluer l’indicateur H1* dans le cadre d’une Le traitement des données et l’évaluation sont effectués

analyse approfondie des déficits. conformément à la méthode choisie. Il est recommandé

3 Identification des zones de marnage durant les pé- d’établir les documents suivants :

riodes où le débit plancher est faible et le choix des emplacements représentatifs. 1. Une explication sommaire des raisons pour lesquelles 4. Inventaire des conditions générales particulières : l’indicateur n’est pas pris en compte. dernière crue ayant remodelé le lit, dernière crue ayant 2. Une carte et une description des lieux de prélèvement arraché la couche de couverture du fond du lit et évè- dans la zone de marnage, dans la zone inondée en nements particuliers tels qu’un torrent de boue dans permanence et dans le tronçon de référence.

Fonction de valeur pour le colmatage interne.

Carottage- Évaluation État Classe de colmatage Schälchli* (2002) Guthruf** (2014) congélation*** excellent aucun 0, 1, 2 < 5,65 N <5% bon faible 3, 4, 5 < 20,85 N < 15 % moyen considérable 6, 7, 8 < 34,57 N ≥ 15 % médiocre fort 9, 10, 11 < 88,62 N > 30 % mauvais très fort 12, 13, 14 ≥ 88,62 N > 50 %

* Pour la zone de marnage et les emplacements très proches de la zone inondée en permanence lorsque le niveau est bas, selon Schälchli (2002). ** Pour la zone inondée en permanence, selon Guthruf (2014), grâce à la détermination de la force médiane (5 à 10 tiges). *** Proportion de sédiments fins (< 2 mm) dans les frayères, déterminée dans des échantillons prélevés par carottage-congélation.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 101

3. Un tableau des différents résultats. fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pratique n° 1203 : 127 p. L’évaluation et l’interprétation se fondent sur les classes de colmatage « aucun », « faible », « considérable », « fort » Flussbau 2012. Alpenrhein D6 : Quantitative Analyse von et « très fort », auxquelles on attribue les classes d’état Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche Anfor- « excellent » à « mauvais ». Le classement dépend de la derungsprofile. Arbeitspaket 1 : Anforderungsprofile und méthode et il doit être clairement expliqué, conformément Kolmation. IRKA : 61 p. au tableau C18. Le colmatage interne est déterminé sur la base des échantillons prélevés dans la zone inondée Guthruf J., 2014. Arbeitshilfe zur Messung der inneren en permanence et dans la zone de marnage. Les échan- Kolmation. Bericht im Auftrag des Renaturierungsfonds tillons prélevés en dehors de ces zones servent de com- des Kantons Bern : 16 p. paraison. Habersack H., Hauer C. 2014. Schwalluntersuchung Alpenrhein – Sedimentologische und morphologische 4 Prévisions Bewertungen., BOKU, Vienne : 163 p.

Le colmatage interne est très difficile à prévoir avec les Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyer connaissances actuelles. M., Monney J., Schläppi S., Wächter K. 2013 (1). Schwall- Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 1a : Gewäs- La qualité des données disponibles a permis de faire de serökologische Bestandsaufnahme. Wasser Energie bonnes prévisions pour le Rhin alpin compte tenu de la Luft105 : 191 – 199. charge de fond (par tronçon testé), de la morphologie (gués, forme du chenal, rapides, affouillements, etc.) et Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., de l’intensité des éclusées (exigences). Ces prévisions Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Tuhse sont appuyées sur un schéma d’évaluation (Flussbau tan J., Wächter K. 2013 (2). Schwall-Sunk Sanierung in 2012). der Hasliaare – Phase 1b : Ökologische Bewertung des Ist-Zustands anhand der 12 Indikatoren der aktuellen Dans les grandes vallées alpines significativement in- BAFU-Vollzugshilfe. Wasser Energie Luft 105 : 200 – 207. fluencées par la présence de glaciers et par un apport élevé de sédiments fins (Rhin, Rhône et, év. aussi, Tessin, Schweizer S., Bieri M., Tonolla D., Monney J., Rouge Reuss et Linth), il est recommandé de faire des prévisions M., Stalder P. 2013 (3). Schwall-Sunk Sanierung in der similaires à celles établies pour le Rhin alpin. Nous pro- Hasliaare – Phase 2a : Konstruktion repräsentativer posons de renoncer à de telles prévisions pour les cours Abflussganglinien für künftige Zustände. Wasser Energie d’eau plus petits et lorsque l’apport de sédiments fins est Luft 105 : 269 – 276. plus faible. En mettant en place des boîtes d’éclosion avec des œufs fécondés, il est toutefois possible de déterminer Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Maire si le colmatage interne entrave la reproduction naturelle A., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Theidans le cours d’eau concerné (cf. indicateur F3*). ler Q., Tuhtan J., Wächter K. 2013 (4). Schwall-Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 2b : Ökologische Bewertung von künftigen Zuständen. Wasser Energie Luft 105 : 5 Bibliographie 277 – 287.

Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Assainis- Schälchli U. 2002. Kolmation – Methoden zur Erkennung sement des éclusées – Planification stratégique. Un mo- und Bewertung. Bericht im Auftrag der EAWAG : 26 p. dule de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 102

Colmatage externe Champ d’application ne réside en général pas dans la proportion de sédiments analyse des déficits fins, mais dans l’absence de déplacement des dépôts (abprévisions sence de grosses crues, lit canalisé). Ce sont sans doute évaluation des effets davantage l’assainissement du régime de charriage, la redynamisation du régime des crues et un élargissement Nouvel indicateur important du lit, plutôt que l’assainissement des éclusées, qui sont à même d’améliorer la situation du point

• Indicateur supplémentaire adapté aux bassins versants de vue du colmatage interne et externe. à forte proportion de glaciers et aux bassins versants où les éclusées augmentent la turbidité et où le colma- Éventuels relevés tage externe est avancé. Si les relevés des données de base (annexe B) montrent

• Indicateur supplémentaire lorsque les relevés des que le colmatage externe est spécifique aux éclusées données de base (annexe B) reflètent un colmatage et détériore l’habitabilité, ce colmatage peut être inclus externe marqué. Il décrit les limites de la qualité des comme indicateur dans l’analyse des déficits, les préhabitats usuels du macrozoobenthos et des poissons. visions lors de l’étude des variantes et l’évaluation des effets. Quoi qu’il en soit, il importe de distinguer clairement le colmatage dû aux éclusées de celui engendré

1 Bases théoriques par d’autres causes, comme les curages de réservoirs

d’accumulation, l’exploitation du gravier, des chantiers Facteurs d’influence et mécanismes en amont et le service routier durant l’hiver, également à Lorsque la concentration de matières en suspension même de générer un colmatage externe. dans le cours d’eau est élevée, le colmatage externe peut s’avérer considérable. Des fractions de sédiments fins (< 2 mm) se déposent alors durablement ou tempo- 2 Collecte des données rairement sur le fond du lit. Le colmatage externe est en général déterminé par les fractions dont la granulométrie Planification est inférieure à 0,5 mm (Habersack et Hauer 2014). Des Les études portant sur le colmatage externe doivent être dépôts se forment sur les bancs de gravier et le long des planifiées soigneusement à partir des relevés des donberges, surtout dans les secteurs à courant faible de la nées de base (annexe B) et ne doivent être réalisées que zone de marnage. Dans les secteurs à courant rapide, ces si d’autres influences que les éclusées peuvent être exsédiments sont remis en suspension durant l’éclusée. Ce clues. mécanisme de dépôt et de remise en suspension explique très bien le colmatage externe observé par exemple dans Marche à suivre le Rhône, la Viège et le Rhin alpin. Les relevés comprennent les quatre étapes ci-après :

Dépôt et resuspension 1. Évaluation par un spécialiste des fractions de sédi- Le dépôt et la resuspension sont des phénomènes natu- ments fins, de la dynamique des crues et de l’ampleur rels, qui dépendent principalement des sédiments dans du colmatage externe dans le cours d’eau concerné. le bassin versant (ils sont plus marqués en présence 2. Décision d’évaluer l’indicateur H2 dans le cadre d’une de produits provenant de l’érosion de roches telles que analyse approfondie des déficits. les schistes lustrés et moins importants en présence de 3. Recensement sur le terrain des surfaces présentant produits solubles dans l’eau comme le calcaire). Le col- un colmatage externe. matage externe n’est pas causé par les éclusées, mais 4. Recensement sur le terrain de la granulométrie du colcelles-ci peuvent l’accélérer ou le favoriser. Le problème matage externe en fonction des zones.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 103

Au lieu de cartographier sur le terrain les surfaces pré- 3. Zone de sédimentation : dépôts durables de sédiments sentant un colmatage externe, il est possible de les iden- fins (le colmatage externe s’accroît), car la vitesse est tifier par calcul bidimensionnel pour les hydrogrammes de inférieure à 0,5 m/s durant le débit d’éclusée. l’état actuel (cf. étape Prévisions). S’inspirant de la vitesse limite définie par Kresser (1964), L’étude de la granulométrie du colmatage externe sert à cette subdivision s’appuie sur l’hypothèse qu’il n’y a pas classer les dépôts parmi les sables ou entre les sables et de colmatage lorsque la vitesse d’écoulement moyenne des particules plus fines et plus cohésives (silt, argile). (Vm ou alors la vitesse d’écoulement pondérée en fonction de la profondeur, dans les modèles bidimensionnels) est supérieure à 0,5 m/s, mais que des dépôts de sable

3 Traitement des données et évaluation (diamètre de 0,062 à 2 mm) se forment lorsque la vitesse

d’écoulement moyenne se situe entre 0,2 et 0,5 m/s et Si l’indicateur n’est pas pris en compte, il est recomman- des dépôts de particules plus fines et cohésives (silt, ardé d’expliquer sommairement pourquoi. Pour le reste, le gile) lorsque la vitesse moyenne est inférieure à 0,2 m/s. traitement des données et l’évaluation consistent pour l’essentiel à établir une carte et à l’assortir de documents Dans le cas du Rhin alpin, cette approche a montré, et de photos. pour les trois morphologies en présence, qu’une hausse croissante du débit plancher et une diminution du débit L’indicateur supplémentaire Colmatage externe ne peut d’éclusée augmentent la taille des zones de déplacement pas, au sens d’un abaque, être évalué à l’aide d’une fonc- et réduisent celle des zones de resuspension et de sédition de valeur. Les zones présentant un colmatage externe mentation (Flussbau 2012). doivent être rangées dans la classe d’état « mauvais ».

Les zones présentant un colmatage externe ne peuvent 5 Bibliographie abriter ni des frayères ni le macrozoobenthos. En cas de modélisation des habitats (annexe F, indicateurs P6 et Flussbau 2012. Alpenrhein D6 : Quantitative Analyse von B5), elles doivent être classées comme non habitables. Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche Anforderungsprofile. Arbeitspaket 1 : Anforderungsprofile und Kolmation. IRKA : 61 p.

4 Prévisions

Habersack H., Hauer C. 2014. Schwalluntersuchung Une approche pragmatique, qui permet de prévoir le col- Alpenrhein – Sedimentologische und morphologische matage externe et qui requiert des moyens tout à fait Bewertungen. Sedimentologische und morphologische admissibles lorsque l’on dispose des résultats de modèles Bewertungen. BOKU, Vienne : 163 p. bidimensionnels, subdivise le fond du lit en trois domaines comme suit (p. ex. Flussbau 2012) : Kresser W. 1964. Gedanken zur Geschiebe- und Schwebstoffführung der Gewässer. Österreichische Was- 1. Zone de déplacement : lit de gravier propre, car la serwirtschaft 16 : 6 p. vitesse d’écoulement est supérieure à 0,5 m/s même durant le débit plancher.

2 Zone de resuspension : dépôts périodiques de sédiments fins, car la vitesse d’écoulement est inférieure

à 0,5 m/s durant le débit plancher et supérieure à 0,5 m/s durant le débit d’éclusée.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 104

Annexe D – Évaluation des tronçons de cours d’eau et formulation des objectifs

1 Fiche de suivi

La fiche de suivi sert à :

1 Réunir les données disponibles selon le Système modulaire gradué (SMG) par secteur de cours d’eau afin

d’avoir un aperçu de l’état général.

2 Identifier les mesures de protection des eaux déjà

mises en œuvre, planifiées et prévues. 3. Identifier le besoin de coordination avec d’autres mesures visant à protéger les eaux.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 105

Fiche de suivi complétée pour un secteur de l’Aa.

Nom du cours d’eau : Aa Tronçon : De la restitution à la gravière : 1,2 à 5,4 km (GEWISS) Morphologie : Lit rectiligne, avec bancs de gravier alternés

Évaluation selon le Système modulaire gradué Évaluation réalisée Évaluation (classe d’état) Encore d’actualité ? Non Oui 1 2 3 4 5 Non Oui

Écomorphologie R Hydrologie R Hydrologie R (partie consacrée aux éclusées) Aspect général Macrozoobenthos R Poissons R Diatomées R Chimie R … autres modules éventuels État actuel : www.modul-stufen-konzept.ch/fg/module/index_FR

Mesures Besoin de Plan stratégique cantonal Disponible réalisées coordination

A Non Oui Non Oui Non Oui préciser

Revitalisation des cours d’eau Migration des poissons Éclusées Régime de charriage

Besoin de coordin.

A Autres projets Non Oui Non Oui préciser

Assainissement des débits résiduels (art. 80 LEaux) achevé ?

Mesure(s) de protection contre les crues à l’étude ou prévue(s) ?

Projet(s) de revitalisation ou projet(s) combiné(s) à l’étude ou prévu(s) ?

Nouvelle(s) centrale(s) hydroélectrique(s) à l’étude ou prévue(s) ?

… autres projets éventuels

Remarques :

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 106

2 Tableau récapitulatif (en trois parties) 2.1 Partie I : Analyse des déficits et détermination des indicateurs à évaluer (cf. 3.2)

Le tableau récapitulatif, qui permet d’évaluer les secteurs de cours d’eau et de formuler les objectifs, est subdivi- Les déficits dans le cours d’eau font l’objet d’une presé en trois parties : i) analyse des déficits et détermina- mière évaluation à partir des données utilisées pour étation des indicateurs à évaluer, ii) nouvelle évaluation et blir la version finale du plan stratégique de l’assainisanalyse des causes, iii) formulation des objectifs et des sement des éclusées. Si cette évaluation est complète conditions hydrologiques requises. Voici les possibilités et suffisante pour identifier les causes, on peut passer que permet le tableau récapitulatif : directement aux étapes suivantes : analyse des causes et formulation des objectifs (cf. 3.1, fig. 6). Si ce n’est pas

1 Analyser les déficits sur la base de l’évaluation des le cas, il convient de prévoir un programme d’analyse à

indicateurs. l’aide des indicateurs du présent module. Les indicateurs

2 Classer les causes, en particulier celles dues aux à prendre en compte doivent être choisis sur la base des

éclusées. critères ci-après : 3. Identifier les paramètres hydrologiques de l’hydrogramme d’éclusées, qui jouent un rôle dans les dé- 1. Indicateurs principaux qui n’ont pas été mesurés ou ficits. évalués dans le cadre de la planification stratégique.

4 Formuler les objectifs (= classes de l’état cible), les 2. Indicateurs principaux directement liés à un déficit

valeurs cibles des paramètres hydrologiques et les patent dans le domaine des éclusées. conditions hydrologiques requises qui en découlent. 3. Indicateurs principaux directement liés à un déficit indéterminé/potentiel.

4 Autres indicateurs directement liés à un déficit indéterminé et permettant d’éliminer des incertitudes

(compréhension du phénomène).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 107

Tableau récapitulatif – partie I : exemple d’analyse des déficits utilisant les données du plan stratégique de l’assainissement des éclusées.

Nom du cours d'eau : Aa Tronçon : De la restitution à la gravière : 1,2 à 5,4 km (GEWISS) Morphologie : Lit rectiligne, avec bancs de gravier alternés Analyse des déficits sur la base des données de la planification stratégique et détermination d'indicateurs tirés du module «Éclusées – Mesures d'assainissement» (cf. 3.2)

Familles EPT du macrozoobenthos Module Macrozoobenthos du SMG Programme d'analyse (nouveaux

Biomasse du macrozoobenthos Rapport entre l'évaluation des

Reproduction de l'ichtyofaune g

Module Poissons du SMG Échouage de poissons Productivité piscicole Température de l'eau indicateurs et les déficits

Colmatage interne relevés à réaliser pour certains

Frayères macrozoobenthos Débit minimal (potentiels). Y a-t-il déficit ?

indicateurs ou, si des relevés Évaluation des indicateurs selon le module Quels indicateurs «Assainissement des éclusées–Plan. strat.» principaux du module éliminer les incertitudes P1 P2 P3 P4 P5 B1 B2 B3 B4 H1 D1 Q1 «Éclusées – Mesures

Autres indicateurs servant à existent, nouvelle évaluation) Les cases ci-dessous sont à colorier en fonction de l'état d'assainissement» (compréhension du Déficits potentiels dans le tronçon (cinq classes) et conformément aux fonctions de valeur présentent un lien probant (A1: deux classes d'état ; F2: trois classes d'état) Oui Non Indéfini avec déficits constatés? phénomène) Déficits biotiques Altération de la structure du peuplement piscicole (structure par âge et structure dominante) x ◦ P

Biomasse piscicole trop faible x ◦ ◦ ◦ x ◦ ◦ ◦ P Absence de certaines espèces piscicoles (diversité) x P Densité insuffisante de juvéniles x ◦ ◦ x ◦ P P6 Échouage excédant une proportion critique pour les poissons x ◦ ? P2* Développement du frai entravé ◦ x ◦ ◦ ◦ P P3* Dérive excédant une proportion critique pour la faune benthique ◦ ◦ ◦ ◦ ? F1 Biomasse benthique trop faible ◦ x ◦ ◦ ◦ ◦ P F1 Diversité réduite de la faune benthique ◦ ◦ ◦ x B1* … autres déficits éventuels selon le spécialiste Déficits au niveau de la morphologie et des habitats Déficits au niveau des habitats des poissons (frayères, abris, habitats proches de la berge, refuges en cas de crue) ◦ ◦ ◦ ◦ ? F6

Déficits au niveau des habitats du macrozoobenthos durant les débits d'hiver et de printemps (fond du lit, habitats proches de la ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ? B5 berge) Colmatage interne ◦ ◦ ◦ ? H1* Colmatage externe ◦ ◦ ◦ ? H2 … autres déficits éventuels selon le spécialiste Déficits du régime de charriage Absence de substrat et de granulométrie adéquats (frai) x ◦ ◦ ◦ P P3* Fond du lit instable durant le développement du frai x ◦ P P3* … autres déficits éventuels selon le spécialiste Déficits de la qualité de l'eau Turbidité excessive ou ne correspondant pas à la saison ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ? H1* Variations excessives de la température ou ne correspondant pas à la saison ◦ ◦ ◦ x P Q1*

… autres déficits éventuels selon le spécialiste Déficits d'écoulement Irrigation insuffisante des habitats durant le débit plancher ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ? B5, P6 Absence de dynamique des crues (selon le module Hydrologie du SMG, p. ex.) ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ? H1*

… autres déficits éventuels selon le spécialiste

Légende concernant le rapport entre indicateurs et déficits Légende des classes d'état Programme d'analyse x Indicateur présentant un rapport effectif avec le déficit État Classe d'état Critères principaux pour lesquels de nouveaux relevés ou une ◦ Indicateur révélant l'existence d'un déficit potentiel excellent 1 nouvelle évaluation sont requis : Ces propositions doivent être vérifiées par le spécialiste et peuvent bon 2 P2*, P3*, P6, B5, Q1*, D2 être modifiées si dûment motivées. moyen 3 Autres indicateurs médiocre 4 B1*, F1, H1*, H2 mauvais 5

Critères déterminant l'existence d'un déficit Classe d'état Rapport entre indicateur et déficit Déficit perceptible? 1 ou 2 Effectif (x) ou possible (◦) Non (x) 3, 4 ou 5 Rapport possible (◦) Indéterminé (?) 3, 4 ou 5 Rapport effectif (x) Oui (P)

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 108

2.2 Partie II : Nouvelle évaluation et analyse

des causes (cf. pts 3.2 et 3.3)

Sur la base des nouveaux relevés ou de la nouvelle évaluation (classe d’état) des indicateurs selon le présent module (« Éclusées – Mesures d’assainissement »), il est possible de procéder à une évaluation définitive des déficits et d’établir les rapports entre les déficits observés dans le cours d’eau et leurs causes. Cette démarche permet de déterminer les indicateurs principaux pertinents et d’identifier les causes.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 109

Tableau récapitulatif – partie II : exemple d’une analyse complémentaire des déficits, moyennant de nouveaux relevés, de nouvelles

évaluations et une analyse des causes.

Nom du cours d'eau : Aa Tronçon : De la restitution à la gravière : 1,2 à 5,4 km (GEWISS) Morphologie : Lit rectiligne, avec bancs de gravier alternés Analyse des déficits sur la base des nouveaux relevés et des nouvelles évaluations (cf. 3.2) Analyse des causes (cf. 3.3)

Biomasse et diversité du macrozoobenthos Zonation longitudinale du macrozoobenthos Le déficit est-il à mettre entièrement ou partiellement

Habitabilité pour le macrozoobenthos Familles EPT du macrozoobenthos Module Macrozoobenthos du SMG Paramètres hydrologiques Habitabilité pour les poissons Module Poissons du SMG Existe-t-il un déficit ? Échouage de poissons Température de l'eau Présence de juvéniles Colmatage externe

Indicateur principal déterminant Colmatage interne

sur le compte des éclusées? Frayères Dérive Evaluation des indicateurs selon le module «Eclusées – Mesures d'assainissement»

D2 P2* P3* P6 B5 Q1* P4* B1* B3 B4 F1 P1* B2* H1* H2

Causes ayant un lien avec Causes sans lien avec les Les cases ci-dessous sont à colorier selon l'état et conformément aux Déficits potentiels dans le tronçon les éclusées (paramètres éclusées (morphologie, fonctions de valeur (cinq classes d'état) Oui Non Oui Non hydrologiques déterminants) qualité de l'eau) Déficits biotiques Altération de la structure du peuplement piscicole (structure par âge et structure dominante) ◦ ◦ ◦ x P P

Biomasse piscicole trop faible ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x ◦ P P Absence de certaines espèces piscicoles (diversité) ◦ ◦ ◦ x P x Morphologie: variété des Densité insuffisante de juvéniles ◦ ◦ ◦ x x ◦ x ◦ P P P6 Débit d'éclusée et débit Morphologie: structure des Échouage excédant une proportion critique pour les poissons ◦ x ◦ ◦ ◦ P P P2* Taux de descente du niveau Débit d'éclusée et débit Qualité de l'eau: chantiers, Développement du frai entravé ◦ x ◦ x ◦ ◦ ◦ P P P3* plancher, taux de montée du déneigement des routes niveau d'eau Débit d'éclusée, taux de Morphologie: variété des Dérive excédant une proportion critique pour la faune benthique ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x ◦ ◦ P P D1/A2 montée du niveau d'eau structures Biomasse benthique trop faible Débit d'éclusée et débit Morphologie: variété des

• ◦ ◦ x x ◦ ◦ P P D1/A2 plancher, taux de montée du structures niveau d'eau Diversité réduite de la faune benthique Débit d'éclusée et débit Morphologie: variété des plancher structures ; qualité de l'eau:

• x ◦ ◦ ◦ ◦ P P D1/A2 évacuation des eaux chaussées … autres déficits éventuels selon le spécialiste Déficits au niveau de la morphologie et des habitats Déficits au niveau des habitats des poissons (frayères, abris, Débit d'éclusée et débit Morphologie: variété des habitats proches de la berge, refuges en cas de crue)

• ◦ x ◦ ◦ ◦ P P P6 plancher structures Déficits au niveau des habitats du macrozoobenthos durant les Débit d'éclusée et débit Morphologie: variété des débits d'hiver et de printemps (fond du lit, habitats proches de ◦ x ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ P P B5 plancher structures la berge) Colmatage interne ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x ◦ x Colmatage externe ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x x … autres déficits éventuels selon le spécialiste Déficits du régime de charriage Absence de substrat et de granulométrie adéquats (frai) Débit d'éclusée, taux de Morphologie: absence ou

• x ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ P P P3* montée du niveau d'eau insuffisance du substrat Fond du lit instable durant le développement du frai Débit d'éclusée, taux de Morphologie: absence ou

• x ◦ P P P3* montée du niveau d'eau insuffisance du substrat … autres déficits éventuels selon le spécialiste Déficits de la qualité de l'eau Turbidité excessive ou ne correspondant pas à la saison ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x Variations de la température excessives ou ne correspondant Taux de montée et de pas à la saison

• x ◦ ◦ ◦ P P Q1* descente du niveau d'eau

… autres déficits éventuels selon le spécialiste Déficits d'écoulement Irrigation insuffisante des habitats durant le débit plancher ◦ ◦ x x ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ P P B5, P6 Débit plancher Morphologie: abaissement Absence de dynamique des crues (selon le module Hydrologie du SMG, p. ex.) ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x ◦ x

… autres déficits éventuels selon le spécialiste

Légende concernant le rapport entre indicateurs et déficits Légende des indicateurs «Mesures» Légende des classes d'état x Indicateur présentant un rapport effectif avec le déficit Indicateurs principaux État Classe d'état ◦ Indicateur révélant l'existence d'un déficit potentiel Indicateurs sensibles aux éclusées excellent 1 Ces propositions doivent être vérifiées par le spécialiste et Indicateurs globaux bon 2 peuvent, si la chose est suffisamment motivée, être modifiées. Indicateurs supplémentaires moyen 3 X* Indicateur modifié médiocre 4 X Nouvel indicateur mauvais 5

Critères déterminant l'existence d'un déficit Classe d'état Lien entre indicateur et déficit Déficit perceptible? 1 ou 2 Effectif (x) ou possible (◦) Non (x) 3, 4 ou 5 Lien possible (◦) Non (x) 3, 4 ou 5 Lien effectif (x) Oui (P) Si un déficit effectif (x) a été constaté selon le tableau récapitulatif – partie II (sur la base des indicateurs ci-dessus) Oui (P)

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 110

2.3 Partie III : Formulation des objectifs et des

conditions hydrologiques requises (cf. pt 3.4)

Cette partie est consacrée à la définition des objectifs pour les différents indicateurs, à l’aide des classes d’état à atteindre et des valeurs cibles correspondantes des paramètres hydrologiques. Sur la base de ces valeurs cibles et des conditions hydrologiques requises qui en résultent, il est ensuite possible d’élaborer les mesures qui permettent de respecter le futur hydrogramme.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 111

Tableau récapitulatif – partie III : exemple de formulation des objectifs (= classes de l’état cible), des valeurs cibles des paramètres hydrologiques et des conditions hydrologiques requises qui en résultent.

Nom du cours d'eau : Aa Tronçon : De la restitution à la gravière : 1,2 à 5,4 km (GEWISS) Morphologie : Lit rectiligne, avec bancs de gravier alternés

Formulation des objectifs et des conditions hydrologiques requises (cf. 3.4) Valeurs cibles des paramètres hydrologiques Taux de montée du Taux de descente du Période déterminante pour définir les Débit plancher Débit d'éclusée niveau d'eau niveau d'eau différences saisonnières (mois) État actuel État cible Espèce indica- Taux de Taux de Juillet Indicateur Débit Débit Débit Principaux déficits (classe (classe trice, stade de Quantile Quantile montée du Quantile descente du Quantile Janv. Févr. Mars Avril Mai Juin Août Sept. Oct. Nov. Déc. Remarques principal plancher d'éclusée déterminant d'état) d'état) développement niveau d'eau niveau d'eau Truie fario 3 Valable la journée P2* Échouage 3 (moyen) 2 (bon) ≤ 0,2 cm/min 95% 12 à 4 m /s (stade larvaire) (lumière du jour) Truite fario 3 P2* Échouage 4 (moyen) 3 (bon) < 3 cm/min 95% 12 à 4 m /s (stade juvénile) Mise à sec Granulométrie: P3* 5 4 (bon) Truite fario ≥ 4 m3/s 95% ≤ 15 m3/s 95% ≤ 1,5 cm/min 95% 4 à 10 m3/s Stabilité 2 à 8 cm Période de Densité des juvéniles Truite fario P6 4 (médiocre) 5 (bon) ≥ 6,5 m3/s 60% ≤ 20 m3/s 60% sensibilité: avril et Déficits des habitats (stade juvénile) mai Truite fario P6 Déficits des habitats 5 (médiocre) 6 (bon) ≥ 5 m3/s 60% ≤ 30 m 3/s 60% (stade adulte) Déficits des habitats en 3 3 B5 6 (médiocre) 7 (bon) Taxon 1 ≥ 5 m /s 60% ≤ 18 m /s 60% hiver Déficits des habitats au B5 5 (mauvais) 8 (bon) Taxon 2 ≥ 6 m3/s 60% ≤ 22 m3/s 60% printemps Dérive de la faune Selon F1, benthique 3 3 F1/D2 3 (moyen) 9 (bon) Divers groupes ≤ 25 m /s 60% ≤ 1 cm/min 60% 4 à 10 m /s réduction Biomasse de la faune générale benthique Dérive de la faune Selon F1, prévient benthique 3 F1/D2 4 (moyen) 10 (bon) Divers groupes ≤ 35 m /s 95% ≤ 2 cm/min 95% 4 à 10 m3/s la dérive de Biomasse de la faune catastrophe benthique Variations de la 3 3 6 à 16 m /s Q1* 5 (mauvais) 4 (moyen) - ≤ 1 m /s/min 90% ≤ 1 m /s/min 90% Pics thermiques température en été 16 à 6 m3/s

3 3 4 m /s 60% 22 m /s 60% 1,5 cm/min 60% Paramètres hydrologiques - état actuel 0,35 cm/min 95%

Conditions hydrologiques ≤ 15 m3/s 95% requises 1 Conditions hydrologiques Conditions 3 ≤ 1 cm/min 60% ≤ 20 m /s 60% < 3 cm/min 95% requises pour les hydrologiques ≥ 6,5 m3/s 60% 3 ≤ 2 cm/min 95% 3 hydrogrammes futurs requises 2 ≤ 1 m /s/min 90% Conditions hydrologiques ≤ 0,2 cm/min 95% requises 3

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 112

Annexe E – Mesures envisageables, pilotage des mesures et détermination des hydrogrammes

1 Mesures envisageables mann et al. 2012, Bruder 2012, Bruder et al. 2012). Le

tableau E1 en compile diverses listes. Des mesures d’aménagement (construction d’ouvrages) ou des mesures d’exploitation peuvent en principe réduire Mesures de construction destinées à empêcher ou à atles conséquences écologiques des éclusées. Ces me- ténuer les éclusées : sures visent, en premier lieu, à interrompre la restitution de l’eau turbinée dans le cours d’eau ou à l’atténuer et, Les mesures qui visent à modifier le déversement de dans un deuxième temps, à mettre en œuvre des mesures l’éclusée : l’atténuer avant le déversement, la dévermorphologiques ponctuelles afin de réduire les consé- ser dans le même cours d’eau mais à un autre niveau, quences des éclusées sur le cours d’eau. déverser l’éclusée dans un autre milieu récepteur. Ces mesures visent à modifier directement l’hydrogramme En privilégiant les mesures de construction, les prescrip- dans le tronçon à éclusées. Widmann (2008) présente tions légales (art. 39a, al. 1, LEaux) permettent de réduire plusieurs moyens d’inclure des réservoirs tampons dans autant que possible l’impact sur la production d’électri- le fonctionnement d’une centrale, c’est-à-dire d’atténuer cité, qui doit rester aussi souple que possible. L’autorité les éclusées grâce à un volume de rétention, et explore ne peut cependant ordonner des mesures d’exploitation en particulier la possibilité d’installer des réservoirs en que si le détenteur de la centrale concernée en fait la amont et en aval, en les équipant au besoin de pompes demande. Dans certains cas, il peut malgré tout s’avérer quand la place fait défaut. judicieux, efficace et proportionné d’associer mesures de construction et mesures d’exploitation. Il ne faut donc pas Mesures complémentaires : perdre cette option de vue lors de l’élaboration du projet d’assainissement. Les mesures qui sont à même, par des adaptations morphologiques modestes et localisées du lit du cours d’eau, Lors de l’assainissement d’installations existantes, la So- de réduire les conséquences écologiques des éclusées, ciété nationale pour l’exploitation du réseau à très haute sans pour autant modifier la morphologie du cours d’eau tension (Swissgrid) indemnise les détenteurs de centrales à grande échelle. Ces mesures d’aménagement ne visent hydroélectriques pour les mesures de construction et pas directement à modifier l’hydrogramme en aval de

d’exploitation mises en œuvre. Le système d’indemnisa- la centrale. À titre d’exemple, mentionnons l’aménagetion est décrit en détail dans le module « Financement » ment de niches ou d’anses pour les poissons (Ribi et al. (OFEV 2016). 2011), l’intégration de structures, d’épis, de sinuosités et de replis permettant de modifier l’écoulement (instream river training) et de grandes pierres qui brisent la force

1.1 Mesures de construction du courant (Werdenberg et al. 2012, Schneider et Speerli

2014) et créent ainsi des zones structurées où la vitesse Différents types de mesures de constructions d’écoulement et la profondeur sont plus faibles durant Plusieurs auteurs ont déjà recensé les différents types le débit d’éclusée. Les structures permettant d’offrir de mesures de construction envisageables (cf. p. ex. Bau- des habitats appropriés aux juvéniles (en particulier du-

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 113

rant les débits planchers et d’éclusée) comprennent par térogénéité accrue avec des structures pouvant servir exemple : i) des bras latéraux, inondés en permanence d’abris. En combinaison avec la morphologie, l’empla- et toujours connectés au chenal principal mais par un cement de telles structures dans le cours d’eau joue un accès étroit, qui offrent des conditions hydrauliques rôle décisif et il faut si possible privilégier la réalisation stables, ii) des anses calmes, inondées en permanence de ce type de mesures à grande échelle (grandes anses et toujours connectées au chenal principal, où le fond du à même de servir d’habitat, p. ex.). Dans l’ensemble, la lit présente une pente régulière depuis la berge, iii) des dynamique des crues et, surtout, la concentration de maberges relativement escarpées, qui présentent une hé- tières solides jouent un rôle décisif dans la conception

Liste non exhaustive de mesures de construction. Toutes sortes de variantes sont possibles à l’intérieur des catégories mentionnées. Cette énumération ne doit surtout pas constituer un frein à la créativité lors de l’élaboration des mesures. Le tableau relève aussi d’autres atteintes ou conflits écologiques potentiels.

Centrale de dérivation de l’éclusée, au niveau de la centrale Rivières du fond des vallées (éclusées de forte amplitude) Rivières du fond des vallées (éclusées de faible amplitude) Modification du niveau de la courbe des remous Allongement du tronçon à débit résiduel Affluent dans une vallée principale Accumulation par pompage Revitalisation, projet combiné … éventuelles autres possibilités Écologie du milieu récepteur**** … éventuelles autres atteintes Cours d’eau des vallées latérales Protection contre les crues Érosion des sédiments Obstacle à la migration Loisirs de proximité Irrigation Charriage

Autres exploitations poten- Atteintes écologiques Adéquation Mesures de construction tielles potentielles géographique

Bassin de rétention ! ✕ ✕ Mesures visant à Caverne de rétention ! ✕ ✕ instaurer un Bassin polyvalent* ! ! ! ! ✕ ✕ hydrogramme Dérivation vers un lac** ! ! ! ✕ ✕ écologique Dérivation vers un cours d’eau plus grand** ! ! ! ✕ ✕ Lit parallèle avec débit permanent Mesures visant à Modification de l’écoulement*** réduire l’impact Brise-lames, structures, piège à substrat ✕ des éclusées dans Niches pour les poissons le cours d’eau … autres mesures possibles *  Pour atténuer p. ex. les éclusées d’une Possible ! Condition-cadre à Possible centrale au fil de l’eau (cf.projet respecter À vérifier À vérifier SYNERGIE, Heller et Schleiss 2008) **** Écologie du cours d’eau **   Galerie ou canal. ✕ Inappropriée ou du plan d’eau vers *** Instream River Training (Werdenberg et lequel l’éclusée est al. 2012) dérivée.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 114

et la durabilité de ces aménagements morphologiques, protection (objets IFP, zones alluviales et zones marécaqu’il vaut mieux laisser évoluer naturellement plutôt que geuses, p. ex.), doivent être pris en compte lors du choix de de les contraindre. Lors de la réalisation de ces mesures, la mesure la plus appropriée (cf. 4.3). Il convient en outre il faut veiller à ce qu’elles ne risquent pas de se muer en de prendre en considération de possibles conséquences pièges, en particulier pour les juvéniles, lorsque le niveau néfastes sur le charriage et la protection contre les crues. de l’eau descend.

Des adaptations de grande envergure de la morphologie, 1.2 Mesures d’exploitation au sens de la « Revitalisation des cours d’eau – Planification stratégique » (Göggel 2012), ne sont pas à propre- Du point de vue écologique, des mesures d’exploitament parler des mesures d’assainissement des éclusées. tion peuvent produire le même effet que les mesures de Comme elles modifient l’état morphologique prévisible, construction qui visent à ralentir la restitution du débit elles interviennent aussi dans la définition des valeurs turbiné. Les mesures d’exploitation envisageables sont : cibles pour les paramètres hydrologiques des éclusées. i) accroissement du débit plancher, ii) réduction du débit Soulignons notamment que d’importants aménagements d’éclusée, iii) diminution du taux de montée et de desde la morphologie du cours d’eau peuvent atténuer les cente du niveau d’eau, iv) réduction du nombre d’éclucrêtes de l’hydrogramme grâce à la rétention dynamique, sées, v) création d’éclusées anticipées et vi) exploitation qui s’accroît au fil de l’écoulement (Stranner 1996, Meile anticyclique de plusieurs centrales successives. et al. 2008 ; cf. annexe F). Cet effet d’atténuation se limite toutefois aux taux de variation du débit et du niveau Conditions techniques d’eau, ainsi qu’aux éclusées brèves et de volume réduit Les composantes techniques de la centrale hydroé- (Hauer et al. 2013). lectrique fixent les limites des mesures d’exploitation. Celles-ci peuvent être envisagées si les commandes Combinaison de mesures visant à atténuer les éclu- électromécaniques de la centrale permettent de ralentir sées et à améliorer la morphologie le démarrage et l’arrêt des turbines et/ou d’accroître le Selon la situation, il peut être indiqué d’associer mesures débit plancher ou de diminuer le débit d’éclusée. La réde construction de nature morphologique et mesures de alisation de ces conditions dépend du type et du nombre construction visant à créer une restitution ciblée du débit de turbines, ainsi que du débit équipé. turbiné. Les études détaillées réalisées sur le Rhin alpin, par exemple, le prouvent de manière irréfutable sur le Si ces conditions ne sont pas réunies, l’application de

plan quantitatif (ezb et al. 2012). D’autres travaux sou- mesures d’exploitation peut être précédée par la réalisalignent la nécessité d’une revalorisation morphologique, tion de mesures techniques, comme l’installation d’une combinée avec une amélioration du régime d’écoulement turbine de dotation ou le renouvellement de certaines (AquaPlus 2013, Baumann et al. 2012, Schweizer et al. composantes de la centrale. 2013 (1) – (4)). Les mesures d’exploitation constituent parfois une Ne pas engendrer de nouvelles atteintes bonne solution L’étude de mesures de construction doit veiller à ne pas Les mesures d’exploitation peuvent s’avérer judicieuses provoquer de nouvelles atteintes graves ou des atteintes dans certains cas particuliers. Voici quelques exemples de supplémentaires, à l’exemple de celles mentionnées dans ce genre de situations : i) lorsque le coefficient énergétique le tableau E1 (impact sur l’écologie d’un lac à proximi- (kWh/m3) d’une installation hydraulique est faible, ii) selon té du déversement, nouveaux obstacles à la migration le parc d’installations du détenteur et selon sa production des poissons, perturbation du charriage, allongement du (énergie de ruban, énergie de pointe, prestation de sertronçon à débit résiduel, etc.). Ces atteintes potentielles, vices système), iii) à condition que plusieurs détenteurs de même que les possibles conflits et le risque de porter de centrales coopèrent, iv) lorsque, de toute évidence, la atteinte à des écosystèmes et à des paysages dignes de place manque pour des mesures de construction.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 115

2 Pilotage des mesures 4. Le pilotage intervient de telle sorte que les conditions

hydrologiques requises, selon l’annexe D, soient rem- Le pilotage des mesures (réglage du vidage d’un bassin plies au mieux. de rétention, p. ex.) vise à modifier directement les hydrogrammes dans le tronçon à éclusées. Gestion de volumes de rétention La gestion d’un volume de rétention, tel un bassin, offre Pilotage des mesures : quatre principes des possibilités multiples. Elle permet d’adapter le pilo- Le pilotage des mesures respecte les quatre principes tage à chaque situation spécifique, mais augmente ainsi ci-après : son degré de complexité.

1 Il vise les déficits et les causes liées aux éclusées, Les paramètres utilisés pour piloter le remplissage du

dans la mesure où il modifie les paramètres hydro- volume de rétention comprennent en principe le taux logiques correspondants de l’hydrogramme d’éclusée. d’accroissement du débit, le débit d’éclusée et le taux de 2. Il est spécifique à chaque cours d’eau, c’est-à-dire diminution du débit (fig. E1, à gauche). Quant aux paraque le pilotage n’intervient pas sur la base de rapports mètres servant à piloter le vidage de ce volume, il s’agit fixes entre débit d’éclusée et débit plancher, mais se- du taux de diminution du débit, du débit plancher et du lon les objectifs formulés pour le cours d’eau concer- taux d’accroissement du débit (fig. E1, à droite). né et les valeurs cibles des paramètres hydrologiques (cf. 3.4 et annexe D). Les phases durant lesquelles le débit monte et descend

3 Il respecte les variations des exigences écologiques offrent un intérêt particulier pour le pilotage, car elles

des indicateurs biotiques au cours de l’année (pilo- peuvent servir aussi bien à remplir qu’à vider le volume de tage saisonnier en fonction de l’espèce indicatrice et rétention. Compte tenu des limites imposées par le niveau du stade de développement des individus). La mesure minimal et le niveau maximal du bassin ainsi que par l’équaconcernée sera donc au besoin pilotée différemment tion de continuité, les modèles de pilotage peuvent être chaque saison. combinés et optimisés comme indiqué dans la figure E1.

Options pour remplir et vider un volume de rétention.

Options pour remplir le volume de rétention Options pour vider le volume de rétention

Débit Débit

0 6 12 18 24 0 6 12 18 24 Temps [h] Temps [h]

Diminution du débit d’éclusée Augmentation du débit plancher Diminution du taux de montée du niveau d’eau Diminution du taux de montée du niveau d’eau Diminution du taux de descente du niveau d’eau Diminution du taux de descente du niveau d’eau Éclusée anticipée

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 116

Le vidage d’un volume de rétention peut également in- Optimisation saisonnière tervenir dans le cadre d’une éclusée anticipée (fig. E1, à Le pilotage des mesures doit être optimisé selon la saidroite). Il s’agit d’un cas particulier de vidage, qui intervient son, en fonction des déficits et des causes observées, pendant que le débit augmente. Une éclusée anticipée ainsi que des valeurs cibles définies. À cet effet, il est peut être utile pour offrir la possibilité aux organismes ben- possible de tenir compte des aspects ci-après : thiques et aux poissons de se retirer dans des zones à l’abri du courant, soit en s’enfouissant dans le substrat soit en • Processus importants (conditions de frai, mise à trouvant refuge dans des structures morphologiques, et de sec et stabilité des frayères, dérive et échouage du réduire la charge hydraulique que subit le fond du lit durant macrozoobenthos et de poissons). la montée du niveau d’eau. Pour produire l’effet escompté, • Débits provenant des parties amont du bassin versant une éclusée anticipée est en général dimensionnée sur la (affluents). base de tests de dérive (indicateur F1, annexe C). • Utilisation du volume de rétention à d’autres fins (irrigation, accumulation par pompage, etc.). Prise en compte de la morphologie Le pilotage des mesures tient compte de la morpholo- Le tableau E2 présente quelques-uns des principaux progie des tronçons concernés, car les valeurs cibles des cessus qui peuvent porter gravement atteinte à l’écologie paramètres hydrologiques sont définies en fonction du des eaux au cours des saisons. La période cruciale décours d’eau. Il peut de plus prendre en considération les pend de l’espèce indicatrice considérée et du stade de particularités ci-après : développement de ses individus, ainsi que du cours d’eau lui-même (tab. E3). La définition de conditions hydrolo-

• Valeurs seuils du rapport entre la profondeur de l’eau et giques requises selon l’annexe D (tableau récapitulatif – la largeur inondée ou la superficie du tronçon représen- partie III) vise à optimiser les mesures en fonction des tatif (Schweizer et al. 2013 (1) – (4), Hauer et al. 2014). saisons.

• Valeurs seuils évitant de rompre la connectivité avec des habitats de grande valeur, des affluents, des bras latéraux, etc. Exemple : La gestion d’un bassin de rétention varie selon la saison. En automne et en hiver, elle vise à

garantir au mieux des conditions de frai acceptables, Exemple : Le volume d’un bassin de rétention peut à éviter la mise à sec du frai et à préserver la stabiêtre spécialement prévu pour correspondre à la phase lité des frayères. Au printemps et en été, elle s’atde diminution du débit, qui constitue le facteur déter- tache à réduire au mieux la dérive et l’échouage du minant de l’échouage en raison de la géométrie du lit macrozoobenthos et des juvéniles. du cours d’eau.

Quelques-uns des principaux processus pouvant porter atteinte à l’écologie des eaux au cours des saisons. (MZB = macrozoobenthos).

Montée du Début Descente du Saison Processus Débit plancher niveau d’eau d’éclusée niveau d’eau

Printemps Échouage et dérive d’alevins et de MZB (X)* X X X Été Dérive de juvéniles et de MZB (échouage)** (X)* X X (X) Automne Conditions de frai X X Hiver Dérive de MZB ; stabilité des frayères X X X

* Le débit minimal contribue à déterminer l’étendue de la zone de marnage. ** Le risque d’échouage est plus faible en été, car les juvéniles possèdent une capacité de nage légèrement meilleure.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 117

3 Définition d’hydrogrammes représentatifs Fig. E2

Hydrogramme présentant des éclusées caractérisées à l’aide des Rôle des hydrogrammes dans l’élaboration de mesures paramètres hydrologiques d’assainissement (tiré de Bruder et al. 2012). a : débit d’éclusée, b : débit plancher, Lors de l’élaboration de mesures d’assainissement, le c : taux d’augmentation du débit ou de montée du niveau d’eau, choix et l’utilisation d’hydrogrammes représentatifs d : taux de diminution du débit ou de descente du niveau d’eau, jouent un rôle à plus d’un titre : e : nombre d’éclusées.

• Lors de l’analyse des déficits et des causes (cf. 3.2 et Lu Ma Me Je Ve Sa Di Lu Ma Me Je Ve Sa Di 30 a 3.3) : les hydrogrammes attribués aux déficits observés d

Débit (m 3/s) c dans le cours d’eau sont déterminants.

• Lors de la formulation des objectifs (cf. 3.4.), c’est-à- 0 b e dire pour fixer les valeurs cibles des paramètres hydrologiques d’hydrogrammes écologiques et pour définir les conditions hydrologiques requises.

• Lors de l’évaluation de l’effet écologique de mesures La description de l’indicateur D2 de l’annexe C contient d’assainissement dans le cours d’eau (bassins de ré- des détails concernant les paramètres hydrologiques. tention de différents volumes, p. ex.). Pour pouvoir représenter les diverses valeurs des éclu-

• Lors de l’utilisation de kits d’analyse (indicateur P3*, sées durant une période donnée, les différents paramètres annexe C) : sont alors déterminants les hydrogrammes peuvent être décrits par une distribution des fréquences qui préexistent dans le cours d’eau durant les analyses. ou une fréquence cumulée de respectivement chaque va-

• Lors de l’identification et de la prise en considération leur maximale journalière (débit d’éclusée, taux de montée d’éventuelles modifications d’exploitation, du marché du niveau d’eau) et de chaque valeur minimale journalière et du climat. (débit plancher, taux de descente du niveau d’eau ; fig. E3).

Caractéristiques des hydrogrammes Fig. E3 Un hydrogramme comportant des éclusées peut être dé- Fréquence cumulée dans le cas du débit d’éclusée Qmax. crit à l’aide des paramètres hydrologiques (fig. E2) suivants : p(Qmax) quantile 100 % 100 % a) Débit d’éclusée (= débit maximal journalier). quantile 95% b) Débit plancher (= débit minimal journalier). 80 % c) Taux d’augmentation du débit, converti à l’aide de la relation entre niveau et débit pour fournir le taux de montée du niveau d’eau. 60 % quantile 60 % d) Taux de diminution du débit, converti à l’aide de la relation entre niveau et débit pour fournir le taux de

Q base + Q concession 40 % descente du niveau d’eau. e) Le nombre d’éclusées quotidiennes (au besoin). 20 %

0% Légende Qmax [m3/s] État actuel (sans mesure d’assainissement) État de référence (hydrologie naturelle) Situation après mise en œuvre de la mesure d’assainissement

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 118

Le modèle illustré dans la figure E3 convient également KWO (Schweizer et al. 2013 (1) – (4)). Les hydrogrammes pour représenter l’état actuel et l’état de référence au avec et sans mesures d’assainissement servent les buts regard de l’hydrologie et de comparer l’effet de la mesure suivants : d’assainissement sur les paramètres hydrologiques. Il est possible de préciser les informations mentionnées en leur • Déterminer la classe d’état de l’indicateur D2 Paraajoutant les éléments qui suivent : mètres hydrologiques.

• Déterminer la classe d’état des indicateurs sensibles

• Fréquence cumulée du débit plancher : le débit Q347 de aux éclusées et prévisibles (indicateurs principaux). l’état de référence décrit la situation d’étiage dans des • Permettre le cas échéant une évaluation qualitative conditions hydrologiques naturelles et fournit ainsi des des autres indicateurs, grâce aux estimations d’un indications sur le débit plancher. spécialiste, à des raisonnements par analogie, etc.

• Fréquence cumulée du taux de descente du niveau d’eau : les valeurs seuils de l’indicateur P2* Échouage Périodes déterminantes de poissons fournissent des indications qui conduisent Les cours d’eau qui subissent l’influence des éclusées en à une première estimation du taux de descente du ni- Suisse appartiennent le plus souvent à la zone à truites, veau d’eau. même si les grandes rivières alpines présentent parfois

• Fréquence cumulée du débit d’éclusée : la compa- des pentes ne dépassant pas 1 à 2 ‰. Les indicateurs raison des valeurs observées avec le débit d’éclusée sont en général évalués durant le régime d’écoulement théorique maximal (qui tient donc compte du dé- hivernal, car c’est à cette saison que les débits et les nibit équipé prévu par la concession et qui est égal à veaux s’écartent le plus de l’état naturel. Selon les déficits Qbase + Qconcession ) apporte des informations sur la situa- observés et le type de cours d’eau, il importe cependant tion actuelle du marché par rapport à la concession. de décider de cas en cas si d’autres périodes doivent être considérées. Il s’agit en particulier de tenir compte des Évaluation d’indicateurs à l’aide d’hydrogrammes périodes où les déficits sont les plus grands par rapport

À l’aide des fréquences cumulées (quantiles), il est pos- aux exigences de l’espèce piscicole indicatrice. Les défisible de construire des hydrogrammes représentatifs de cits pour les juvéniles et le macrozoobenthos, ainsi qu’en l’état actuel et de l’état après assainissement, comme matière de température (cf. indicateur Q1*, annexe C) cela a été fait pour l’étude du bassin de rétention des peuvent en effet jouer un rôle décisif même durant l’été.

Données indicatives des saisons à prendre en considération pour les espèces piscicoles indicatrices. Les mois sont indiqués à titre indicatif et doivent absolument être confirmés pour chaque cours d’eau étudié.

Domaines dans lesquels des déficits sont observés Frai Développement du frai* Échouage (stade larvaire à 0+) Cours d’eau alpins Truite : oct. à déc. Truite : jusqu’en mars-mai env. de mars-mai jusqu’en sept./oct. Cours d’eau périalpins Truite nov./déc. Truite : jusqu’à mars/avril env. de mars/avril jusqu’en sept./oct. Truite : jusqu’en fév./mars env. Truite : nov. à janv. Ombre : jusqu’en mai env. Indépendamment de l’espèce : de Cours d’eau du Plateau Ombre : mars Barbeau : à partir de 15 jours après l’éclosion jusqu’en sept./oct. Barbeau : avril/mai le frai Truite : jusqu’en mars/avril Truite : déc./janv. Ombre : jusqu’en mai env. Indépendamment de l’espèce : de Cours d’eau du Jura Ombre : mars Barbeau : à partir de 15 jours après l’éclosion jusqu’en oct. Barbeau : avril/mai le frai

* E n moyenne, le développement du frai dure 450 degrés-jours chez les truites fario et lacustre, 200 degrés-jours chez l’ombre et environ 130 à 160 degrés-jours chez le barbeau.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 119

En ce qui concerne les poissons, les exigences englobent pratiquement comme des centrales au fil de l’eau. Leur d’une part le frai, le développement du frai et l’échouage, production est ainsi plus régulière et elles ne turbinent mais d’autre part aussi les habitats disponibles pour les pas le débit de concession ou très rarement. Au stade juvéniles, aux différents stades de leur développement. actuel, il est impossible de prévoir durant combien de Compte tenu des stades de développement des poissons, temps et sous quelle forme le marché des SDL se mainnous proposons les périodes ci-après (tab. E3) à titre in- tiendra. Toujours est-il que si l’on se fonde sur ce rédicatif, ces données étant à confirmer pour chaque cours gime de fonctionnement, les mesures d’assainissement d’eau considéré. risquent d’être sous-dimensionnées. Il importe donc de tenir compte également d’un hydrogramme représentatif Prise en compte de l’exploitation, du marché et du du mode d’exploitation futur. Elles risquent par ailleurs climat d’être surdimensionnées, si elles sont prévues pour remé- La prise en compte de l’exploitation, du marché et du cli- dier à une future atteinte potentielle, dont la réalisation mat dans les hydrogrammes a pour but d’inclure les évo- demeure toutefois incertaine. Ces risques doivent être lutions futures, sur la base des connaissances actuelles, examinés et gérés selon les spécificités de chaque cas. dans le dimensionnement de mesures.

Dans le contexte actuel, il est pratiquement impossible de prévoir l’évolution de l’exploitation, du marché et du climat à moyen terme. Le plus logique consiste donc à baser l’élaboration des mesures sur les hydrogrammes des cinq à dix dernières années (conformément à l’art. 41f, al. 2, OEaux). Ces considérations ne devraient toutefois pas empêcher le détenteur d’une centrale de s’interroger sur l’évolution de l’exploitation, du marché et du climat et d’inclure dans ses travaux, notamment à titre de comparaison, les hydrogrammes qui considèrent le débit équipé de concession.

Voici la démarche proposée :

• Le détenteur présente les hydrogrammes des cinq à dix dernières années.

• Il propose les hydrogrammes (à partir de la centrale) sur lesquels se fondera l’élaboration des mesures d’assainissement.

• Si les hydrogrammes observés et proposés diffèrent considérablement, il explique les différences et les justifie.

Prise en compte des prestations de services système (SDL) Ces dernières années, nombre de grandes centrales à accumulation ont adapté leur production aux besoins des prestations de services système (SDL). Il existe par ailleurs quelques cas de centrales, qui disposent certes d’un réservoir d’accumulation, mais qui sont gérées

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 120

4 Bibliographie artificiel et bénéfices écologiques, énergétiques et sociaux. Wasser Energie Luft 100 : 101–108. AquaPlus 2013. Sanierung Schwall-Sunk Engelberger Aa – Kraftwerke Wolfenschiessen und Dallenwil, Meile T., Boillat J.L., Schleiss A. 2008. Dämpfende Wirkung Stans : 71 p. von grossmassstäblichen Uferrauheiten auf Schwall- und Sunkerscheinungen in Flüssen. WasserWirtschaft 12 : Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Assainis- 18–24. sement des éclusées – Planification stratégique. Un module de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office OFEV 2016. Assainissement écologique des centrales fédéral de l’environnement, Berne. L’environnement pra- hydrauliques existantes – Financement des mesures retique n° 1203 : 127 p. quises. Un module de l’aide à l’exécution Renaturation des eaux. Office fédéral de l’environnement, Berne. L’en- Bruder A. 2012. Bewertung von Massnahmen zur Beseiti- vironnement pratique no 1634 : 51 p. gung wesentlicher Beeinträchtigungen durch Schwall und Sunk, Grundlagen für den Vollzug. EAWAG, Dübendorf : Ribi J.M., Boillat J.L., Peter A., Schleiss A. 2001. Refuges 92 p. à poissons aménagés dans les berges de rivières soumises aux éclusées. Wasser Energie Luft 108 : 320–326. Bruder A., Schweizer S., Vollenweider S., Tonolla D. und Meile T. 2012. Schwall und Sunk : Auswirkungen auf die Schneider L., Speerli J. 2014. Schlussbericht Modellver- Gewässerökologie und mögliche Sanierungsmassna- suche OptiFlux – Strukturverbesserungen in Talflüssen. hmen. Wasser Energie Luft 104(4) : 257 – 264. 63 p.

ezb, limnex, sje. 2012. Alpenrhein D6 : Quantitative Ana- Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyer lyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche M., Monney J., Schläppi S., Wächter K. 2013 (1). Schwall- Anforderungsprofile Arbeitspaket 5 : Habitatmodellierung Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 1a : Gewäszur quantitativen Bewertung der Grösse des Schwallein- serökologische Bestandsaufnahme. Wasser Energie Luft flusses am Alpenrhein. IRKA : 185 p. 105 : 191 – 199.

Göggel W. 2012. Revitalisation des cours d’eau. Planifi- Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., cation stratégique. Un module de l’aide à l’exécution Re- Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Tuhnaturation des eaux. Office fédéral de l’environnement, tan J., Wächter K. 2013 (2). Schwall-Sunk Sanierung in Berne. L’environnement pratique n° 1208 : 43 p. der Hasliaare – Phase 1b : Ökologische Bewertung des Ist-Zustands anhand der 12 Indikatoren der aktuellen Hauer C., Schober B., Habersack H. 2013. Impact analy- BAFU-Vollzugshilfe. Wasser Energie Luft 105 : 200 – 207. sis of river morphology and roughness variability on hydropeaking based on numerical modelling. Hydrological Schweizer S., Bieri M., Tonolla D., Monney J., Rouge Processes 27 : 2209 – 2224. M., Stalder P. 2013 (3). Schwall-Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 2a : Konstruktion repräsentativer Hauer C., Unfer G., Holzapfel P., Haimann M., Haber- Abflussganglinien für künftige Zustände. Wasser Energie sack H. 2014. Impact of channel bar form and grain size Luft 105 : 269 – 276. variability on estimated stranding risk of juvenile brown trout during hydropeaking. Earth Surface Processes and Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Maire A., Landforms 39 : 1622 – 1641. Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Theiler Q., Tuhtan J., Wächter K. 2013 (4). Schwall-Sunk Sanierung Heller P., Schleiss A. 2008. Aménagements hydroélec- in der Hasliaare – Phase 2b : Ökologische Bewertung von triques fluviaux à buts multiples : résolution du marnage künftigen Zuständen. Wasser Energie Luft 105 : 277 – 287.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 121

Stranner H. 1996. Schwallwellen im Unterwasser von Spitzenkraftwerken und deren Reduktion durch flussbauliche Massnahmen. Schriftenreihe zur Wasserwirtschaft Nr. 20. Technische Universität, Graz : 124 p.

Werdenberg N., Meile T., Steiner R. 2012. Strömungslenkung an der unteren Taverna. Neue Wege im naturnahen Flussbau. Aqua & Gas 4 : 12 – 17.

Widmann W. 2008. Schwallreduzierung durch Zwischenbecken bei Speicherkraftwerken, Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft 60 : 65 – 72.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 122

Annexe F – Modélisation des habitats

1 De la nécessité de modéliser Dans cette étape de la modélisation des habitats, l’habitabilité est indiquée sous la forme de l’indice de qualité

Pour choisir la mesure d’assainissement la plus appro- de l’habitat (IQH, habitat suitability index), dont la valeur priée, la seule étude des paramètres hydrologiques ne se situe entre 0 (= inadéquat ou inhabitable) et 1 (= habisuffit généralement pas. Il est le plus souvent nécessaire tabilité optimale). Lors d’études portant sur les éclusées, de prévoir l’état écologique d’un cours d’eau après as- il est recommandé d’identifier par exemple des habitats sainissement en recourant à des modèles d’habitats, en permanents, qui offrent une habitabilité minimale même utilisant des séries de données appropriées et en tenant durant les éclusées et dont l’IQH est supérieur à une vacompte des processus dynamiques. leur limite à définir (IQH > IQHlim, où IQHlim est p. ex. égal à 0,5 ; cf. fig. F1 et Hauer et al. 2014). Des modèles hydrauliques bidimensionnels permettent par exemple de calculer la profondeur de l’eau et la vitesse d’écoulement, ainsi que la stabilité des substrats pour différents débits et morphologies, le tout pour chaque cellule du modèle spécialement conçu pour le cours d’eau concerné. Dans un deuxième temps, les résultats purement hydrologiques, morphologiques et hydrauliques de la modélisation peuvent être mis en relation avec les exigences biotiques des poissons ou du macrozoobenthos (en recourant aux courbes de préférence, à l’avis d’un spécialiste, etc. ; cf. indicateurs B5 et P6, annexe C).

Détermination schématique des conditions d’habitat stationnaires (a) et dynamiques (b) pour Qmax et Qmin dans un tronçon à étudier fictif (tiré de Bieri et al. 2013). IQH : indice de qualité de l’habitat ; H : profondeur de l’eau.

a) Conditions stationnaires b) Conditions dynamiques

Qmin Qmin C onditio ns Qmax

Qmax Qmax Conditions Q min

Profondeur de l’eau suffisant H > H lim Habitat permanent IQH (Q min) et IQH(Q max) > IQH lim Habitat de grande qualité écologique IHQ < IHQ lim Habitat non permanent IQH (Q min) ou IQH(Q max) > IQH lim Habitat mis à sec IQH (Q max) > IQH lim ; H(Q min) > H lim

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 123

2 Choix du modèle et exigences relatives aux • Les modèles hydrauliques tridimensionnels sont comdonnées de base plexes de par leur conception et exigent une capacité de calcul relativement élevée. Ils ne sont dès lors pas recommandés pour modéliser des éclusées à grande

2.1 Choix du modèle échelle. Ils sont néanmoins fort utiles pour décrire des

processus très locaux, qui se déroulent à très petite

2.1.1 Modèles hydrauliques échelle, telle la circulation du courant dans les af-

Le choix du modèle dépend en particulier des quatre pa- fouillements et sur la crête des épis, où la composante ramètres ci-après : verticale de la vitesse d’écoulement revêt une grande importance par rapport à la composante horizontale. 1. Morphologie (lit canalisé, structuré, ramifié).

2 Échelle des processus (degré de détail à représenter). Selon le logiciel utilisé, il est également possible de com-

3 Importance de la composante verticale de la vitesse biner des modèles de diverses dimensions. Il importe de

d’écoulement. veiller à la résolution et au maillage du modèle, ainsi qu’à la 4. Phénomènes à modéliser : processus évolutifs (mon- synchronisation lors de l’utilisation de plusieurs modèles. tée et descente de l’éclusée) ou état ponctuel (pic de débit, débit plancher). Dimension spatiale : stationnaire ou non stationnaire ? Si les modèles stationnaires exigent moins de travail et Les modèles hydrauliques se distinguent en particulier de capacités de calcul que les modèles non stationnaires, par leurs dimensions spatiales (uni-, bi- et tridimen- ils ne tiennent toutefois pas compte de l’évolution dans le sionnels) et temporelles (stationnaire = indépendant du temps. Il est recommandé d’utiliser des modèles non statemps ; non stationnaire = dépendant du temps). tionnaires pour examiner des problématiques telles que la rétention dynamique (atténuation ou renforcement de Rousselot et al. 2012 fournissent des remarques géné- l’éclusée), le déplacement temporel et spatial des éclurales concernant les modèles hydrauliques numériques sées produites par différentes centrales ou le début du et leur application. mouvement du substrat sous l’effet du frottement. De tels modèles ont par exemple été utilisés pour la Linth, Nombre de dimensions spatiales le Rhône et la Sarine dans le cadre de la planification Le nombre des dimensions spatiales retenues pour la stratégique cantonale. modélisation dépend avant tout de la complexité de la morphologie. Plus elle est complexe, plus il est essentiel de recourir à un modèle pluridimensionnel : 2.2 Modélisations des habitats

• Les modèles hydrauliques unidimensionnels peuvent suf- Les résultats des modélisations hydrauliques servent de fire pour des cours d’eau au tracé monotone, voire au base aux modélisations des habitats. On distingue ici lit légèrement structuré (canal, etc.), ainsi que pour des deux types de modèles : processus se déroulant à grande échelle, comme le charriage, les surfaces inondées à la géométrie simple, etc. • Les modèles univariés, qui considèrent les préférences

• Les modèles hydrauliques bidimensionnels sont en gé- en matière d’habitat en fonction d’un paramètre, puis néral recommandés pour des cours d’eau au lit moyen- procèdent à des recoupements. Exemple : On comnement à fortement structuré ou ramifié (bancs alter- mence par évaluer l’habitabilité sur la base des dinés, plusieurs bras, etc.), ainsi que pour des processus verses courbes de préférence, puis on détermine une se déroulant à petite échelle, les profondeurs locales, habitabilité globale. les vitesses d’écoulement, les surfaces inondées à la • Les modèles multivariés, qui considèrent les préfégéométrie complexe. rences en matière d’habitat en fonction de plusieurs

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 124

paramètres. Exemple : approches basées sur une règle Tab. F1 (y compris la logique floue) ou régression multivariée. Données de base des modèles hydrauliques. L’interaction entre les paramètres est prise en compte. Modèle numérique du terrain (MNT) X Le modèle à utiliser sera choisi par les spécialistes sur la base des données disponibles et des exigences du cas Données collectées à l’aide d’un X Topographie scanner laser – résolution ≤ 0,5 – 1 m considéré. Relevés du fond du lit (sur le terrain) X X Relevés de profils transversaux X La modélisation des habitats fournit en général une ha- Coefficient de Cartographie du substrat X X bitabilité dont la valeur se situe entre 0 et 1, et qui est rugosité Répartition granulométrique X X déterminée pour plusieurs débits. Une éventuelle inter- Limite de l’eau (codage temporel) X X prétation peut se fonder sur la modification et le déplacement de l’habitat au fil de temps. Orthophotos/vues aériennes (avec X X date et heure des prises de vue) Calibrage Vitesses d’écoulement, profondeurs Dans les analyses consacrées aux éclusées, ce sont surde l’eau X tout l’échouage de poissons et la dérive, de même que les Surfaces de l’eau (calculée à partir atteintes subies par les frayères, qui revêtent une impor- des relevés)

tance particulière. Des modèles récents, plus sophistiqués, permettent d’étudier directement ces phénomènes et d’identifier les risques (à l’instar de l’habitabilité). De Recenser la répartition granulométrique tels modèles considèrent des exigences ou des tolé- Connaître la répartition granulométrique de la couche rances quant à des grandeurs susceptibles de varier dans inférieure est essentiel pour déterminer les coefficients le temps, telles les vitesses de descente du niveau d’eau, de rugosité, ainsi que pour évaluer le recours au modèle. les contraintes d’entraînement maximales et les vitesses Le relevé peut être établi grâce à des échantillonnages d’écoulement dans les zones peu profondes (Schneider et en ligne (Fehr 1987) ou à l’aide de l’instrument Basegrain Noack 2009, ezb et al. 2012a). (www.basement.ethz.ch/download/tools/basegrain.html). L’utilisation de modèles bidimensionnels convient en particulier pour des granulométries allant jusqu’à d90 à 0,2 m

2.3 Exigences relatives aux données de base de profondeur. Des chenaux à répartition granulométrique grossière affichent en général une forte pente et

Données de base des modèles hydrauliques une structure de gros blocs, de même que des systèmes Le tableau F1 énumère les données fondamentales re- de rampes (step-pool). Dans les cas particuliers, des quises pour toute modélisation hydraulique, indépen- modélisations bidimensionnelles sont également posdamment des indicateurs. Les exigences à remplir par sibles pour des substrats grossiers, en particulier lorsque les indicateurs pour l’établissement de prévisions sont la résolution des relevés est faible et que le calibrage spécifiées dans les fiches des indicateurs (annexe C) et utilise le niveau de l’eau. des informations concernant les hydrogrammes figurent à l’annexe E.

3 Exemples pratiques

Des exemples de modélisations des habitats pour différentes espèces de poissons et différents stades de développement figurent dans les publications ci-après : ezb Limnex (2012), Schneider (2012), Bieri et al. (2013) et

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 125

Person et al. (2013) pour l’Aar du Hasli ; Zurwerra et Bur trout during hydropeaking. Earth Surface Processes and (2009) pour la Sarine. Landforms 39 : 1622 – 1641.

Une modélisation des habitats du macrozoobenthos dans Limnex. 2012. Schwall-Sunk Bewertung der KWO-Zendes tronçons à éclusées n’a jusqu’ici été entreprise que tralen in Innertkirchen. Bewertung des Ist-Zustandes und dans deux cours d’eau : le Rhin alpin, en parallèle à la modé- Varianten zur Bewertung eines zukünftigen Zustandes lisation des habitats des poissons (www.alpenrhein.net), nach Realisierung des Ausbauprojektes «KWO plus». et dans l’Aar du Hasli (Tanno 2012, Tanno et al. 2013). Bericht im Auftrag der Kraftwerke Oberhasli AG : 124 p.

Person E. 2013. Impact of hydropeaking on fish and their 4 Bibliographie habitat. Thèse de doctorat. EPFL, Lausanne : 151 p.

Bieri M., Person E., Peter A., Schleiss A. 2013. Beurtei- Rousselot P., Vetsch D., Fäh R. 2012. Modélisation nulung von Massnahmen zur Reduktion von Schwall und mérique des cours d’eau. In : Recueil de fiches sur l’amé- Sunk – Fallbeispiel Hasliaare. Wasser Energie Luft 105 : nagement et l’écologie des eaux. Office fédéral de l’envi- 95 – 102. ronnement, Berne. Fiche 7 : 8 p.

ezb, sje, limnex. 2012a. Alpenrhein D6 : Quantitative Ana- Schneider M. 2012. Casimir-Modellierungen zur Ermittlyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche lung der Indikatoren F2 und F3 in drei schwallbeein- Anforderungsprofile – Habitatmodellierung, Biotische flussten Strecken der Hasliaare für den Ist-Zustand und Grundlagen und Methodik. IRKA : 54 p. weitere Szenarien. Bericht im Auftrag der Kraftwerke Oberhasli AG : 45 p. ezb, sje, limnex. 2012b. Alpenrhein D6 : Quantitative Analyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche Schneider M., Noack M. 2009. Untersuchung der Anforderungsprofile – Ergebnisse Habitatmodellierung, Gefährdung von Jungfischen durch Sunkereignisse mit Schlussfolgerungen und Empfehlungen. IRKA : 57 p. Hilfe eines Habitatsimulationsmodells. Wasser Energie Luft 2/2009 : 115 – 120. ezb, limnex, sje. 2012c. Alpenrhein D6 : Quantitative Analyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschied- Tanno D. 2012 : Physical habitat modeling for the assessliche Anforderungsprofile – Abeitspaket 5 : Habitatmo- ment of macroin­ver­te­brate response to hydropeaking. dellierung zur quantitativen Bewertung der Grösse des Master Thesis, University of Zurich and Eawag : 66 p. Schwalleinflusses am Alpenrhein. IRKA : 185 p. Tanno D., Schweizer S., Robinson C.T. 2013. Beurteilung ezb, limnex, sje 2012d. Alpenrhein D6 : Quantitative Ana- der ökologischen Aus­ wirkungen von künstlichen Pelyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche gelschwankungen auf die Makroinvertebraten anhand Anforderungsprofile – Abeitspaket 2 : Adaptierung der von physikalischen Habitatmodellen. Wasser Energie Luft Präferenzkurven, Definition von Eingangsparametern für 105 : 288 – 295. die Habitatmodellierung. IRKA : 123 p. Zurwerra A., Bur M. 2009. Abschätzung der Schäden an Fehr R. 1987. Geschiebeanalysen in Gebirgsflüssen. Fischen und Nährtieren in einer Schwall-Sunk Strecke Mitteilung Nr. 92, Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydro- der Saane (Freiburg, Schweiz). Wasser Energie Luft logie und Glaziologie (VAW). EPFZ, Zurich : 137 p. 4/2009 : 288 – 295.

Hauer C., Unfer G., Holzapfel P., Haimann M., Habersack H. 2014. Impact of channel bar form and grain size variability on estimated stranding risk of juvenile brown

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 126

Annexes G – Exigences relatives aux documents à établir à chaque étape Selon l’art. 41g, al. 1, OEaux, les détenteurs de centrales plus appropriée (au terme de l’étude de variantes hydroélectriques qui doivent prendre des mesures afin et du choix des mesures d’assainissement ; cf. d’éliminer ou de prévenir des atteintes graves dues aux chap. 4). éclusées sont tenus d’étudier diverses variantes de me- FF Le respect de la marche à suivre prévue dans le

sures d’assainissement. Le détenteur doit consigner les présent module (cf. chap. 2) est documenté, les résultats de ces études, de même que l’évaluation des me- écarts éventuels sont mentionnés et clairement sures, et présenter le dossier établi au canton (à l’OFEN motivés. dans le cas de centrales internationales) sous la forme appropriée. De son côté, le canton doit transmettre ces FF Format et lisibilité de cartes, de schémas et de

documents, avec son évaluation (préavis), pour consul- plans tation à l’OFEV, avant d’ordonner un assainissement ou FF Les cartes sont fournies à une échelle (normaled’accorder un permis de construire (fig. 2). ment l’échelle 1 :25 000 et 1 :10 000) et dans un format qui donnent une bonne vue d’ensemble. Les explications ci-après ont pour but d’aider les dé- Autrement dit, les cartes doivent être imprimées tenteurs de centrales hydroélectriques à remettre les sur papier et les géodonnées pertinentes fourrésultats des travaux et l’évaluation des mesures à l’au- nies sous forme électronique. Le géocodage des torité cantonale sous une forme appropriée. Il s’agit le données numérisées peut se faire soit sur la base plus souvent d’un rapport, qui comprend les géodonnées du réseau hydrographique de la Confédération à utilisées. La partie I présente les exigences générales l’échelle 1 :25 000 (réseau hydrographique gwn25 relatives aux documents, tandis que les parties II, III et du modèle numérique Vector254), soit des réseaux IV présentent les documents à transmettre pour les trois hydrographiques cantonaux à des échelles plus grandes étapes (définition des objectifs, étude de va- grandes. riantes et choix des mesures d’assainissement et suivi FF L’échelle et le mode de présentation des vues

des résultats fig. 3). schématiques (pour la présélection des mesures, cf. 3.5) et des plans de situation (pour le Partie I Exigences générales relatives aux dimensionnement préalable des mesures, cf. 4.2) documents à remettre doivent permettre de repérer aisément les principales bases de décision. FF Intégralité du dossier FF Le dossier devrait remplir au moins les exigences Partie II Définition des objectifs (chap. 3) des parties II, III et IV. FF Tous les documents de base et études utilisés Selon les recommandations du présent module, les dodoivent être référencés, pour pouvoir être le cas cuments à remettre dans le cadre de la définition des échéant mis à la disposition du canton ou de objectifs (étape 1, chap. 3) comporteront au moins les l’OFEV. indications ci-après.

FF Transparence de la démarche FF Les documents fournis doivent permettre de retracer intégralement le choix des mesures dont l’étude sera poursuivie (dans le cadre de la définition des objectifs ; cf. chap. 3) et de la mesure la 4 https ://shop.swisstopo.admin.ch/fr/products/maps/national/vector/smv25

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 127

II.1 Situation initiale II.3 Centrale(s) hydroélectrique(s)

FF Type de projet FF Détenteur de la ou des centrales FF Assainissement d’une ou plusieurs installations FF Nom et adresse du détenteur (concessionnaire).

existantes. FF Projet(s) d’agrandissement. FF Centrale FF Nouvelle(s) installations(s). FF Nom de la centrale. FF Numéro SAHE et/ou canton. FF Décisions antérieures FF Notification(s) de l’obligation d’assainir basée sur FF Brève description de l’installation dans son état

le plan stratégique cantonal. actuel (« état actuel ») FF Éventuelles décisions pertinentes de l’autorité compétente concernant la construction ou Type d’installation l’agrandissement de la ou des centrales. FF Centrale à accumulation, centrale au fil de l’eau,

centrale à pompage-turbinage ou autre. II.2 Bassin versant Turbines FF Centrales hydroélectriques dans le bassin versant FF Débit équipé total. FF Désignation des centrales du bassin versant qui FF Nombre de turbines par groupe.

sont tenues de coordonner leurs mesures visant FF Type de turbine par groupe.

les éclusées (cf. 2.4). FF Débit par turbine. FF Les indications requises selon les points II.3 à II.8 FF Durée de démarrage et d’arrêt de chaque turbine/

ci-après (centrale, cours d’eau, etc.) doivent être groupe. fournies pour chacune des centrales concernées. Centrales hydroélectriques, prises d’eau, restitutions FF Organismes dans le bassin versant d’eau, retenues FF Brève description de l’organisme commun chargé FF Coordonnées X/Y.

de coordonner le projet dans le bassin versant, FF Altitude.

avec mention des responsables. FF Dans le cas de bassins versants s’étendant sur II.4 Cours d’eau plusieurs cantons, informations sur l’organisme institué entre les cantons. FF Données de base pour l’élaboration des mesures FF Définition et caractéristiques des secteurs de FF Carte de situation cours d’eau déterminants et des tronçons à étu- FF Périmètre du bassin versant considéré. dier (selon l’annexe B), qui se distinguent par leurs FF Réseau hydrographique concerné. spécificités morphologiques et hydrauliques. FF Emplacement des centrales hydroélectriques, des FF Résultats de l’évaluation réalisée selon le Sysprises d’eau, des restitutions d’eau, des retenues tème modulaire gradué pour chaque secteur im- (cf. II.3). portant, compte tenu du tableau 1 de la figure D1 FF Tronçons de cours d’eau subissant l’effet d’éclu- (Fiche de suivi, annexe D). sées (cf. II.4). FF Brève description, pour chaque secteur déter- FF Emplacement des variantes de mesures envisa- minant du cours d’eau, des autres mesures de gées (cf. II.6). protection des eaux, ne visant pas les éclusées, qui sont appliquées, à l’étude ou prévues (revitalisations, protection contre les crues, rétablissement de la libre migration des poissons et du

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 128

régime de charriage, garantie de débits résiduels FF Présélection des mesures à étudier plus avant

convenables) et d’autres projets pouvant exercer FF Résultats de l’évaluation sommaire des mesures

une influence sur les mesures d’assainissement (aspects techniques, cours d’eau et bassin ver- (construction de nouvelles installations hydrau- sant) et de l’analyse sommaire coût/utilité selon liques, p. ex.). Ces données peuvent être fournies la figure 9 (cf. 3.5). sur la base des tableaux 2 et 3 de la figure D1 (Fiche de suivi, annexe D). II.7 Concertation entre le détenteur de la FF Définition et description des hydrogrammes re- centrale et l’autorité cantonale présentatifs de l’état actuel selon l’annexe E. FF Indications concernant d’éventuels accords ou FF Déficits et causes identifiés dans l’état actuel (état discussions avec les autorités cantonales conceractuel) nant les mesures d’assainissement dont l’étude FF Déficits dus aux éclusées et leurs causes (pts 3.2 doit être poursuivie et d’autres éventuelles exi- et 3.3) gences et conditions fixées pour l’étude de va- FF Déficits non engendrés par les éclusées et leurs riantes selon le chapitre 4 (cf. 3.6). causes. FF Explication et justification, compte tenu des par- II.8 Participation et coordination ties I et II du tableau récapitulatif de l’annexe D (fig. D2 et D3 ; un tableau par tronçon détermi- FF Documents retraçant l’implication des principaux

nant) ; conclusions du plan stratégique cantonal. acteurs et d’autres milieux concernés (détenteur de la centrale, canton, Confédération, spécia- II.5 Objectifs listes, propriétaires de terrains, ONG, etc.) et description de la manière dont leurs préoccupations FF Objectifs propres à l’écologie des eaux ont été prises en compte (cf. 3.6). FF Description des objectifs sous forme de classes FF Coordination avec d’autres mesures de protection

d’état (cf. 3.4) pour les indicateurs (principaux) des eaux qui ne visent pas les éclusées (cf. II.4 pouvant faire l’objet de prévisions, selon l’an- plus haut et cf. 3.6 du présent module) : liste des nexe C. autres mesures et projets réalisés, à l’étude et prévus dans le bassin versant du cours d’eau à FF Objectifs définis pour l’hydrogramme éclusées, qui sont coordonnés par le canton et FF Description des objectifs sous forme de valeurs qui devraient être pris en compte dans l’étude de cibles des paramètres hydrologiques et des condi- variantes. tions hydrologiques requises qui en découlent selon l’indicateur D2 (annexe C) et la partie III du Partie III Étude de variantes et choix des tableau récapitulatif de l’annexe D (fig. D4). mesures d’assainissement (chap. 4) FF Définition et description des hydrogrammes représentatifs de l’état futur selon l’annexe E. Selon les recommandations du présent module, les documents qui concernent l’étude de variantes et le choix II.6 Présélection des mesures des mesures d’assainissement (étape 2, chap. 4) doivent comprendre au moins les indications ci-après. FF Liste de toutes les mesures envisageables FF Brève description, avec schéma, de chaque mesure. III.1 Variantes de mesures et effets FF Estimation sommaire des coûts de chaque mesure escomptés (cf. 3.5). FF Description des mesures d’assainissement FF Description des mesures étudiées (cf. 4.2).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 129

FF Faisabilité technique avec dimensionnement FF Précisions aux indications concernant la coordipréliminaire des principales parties d’ouvrage et nation avec d’autres mesures de protection des plans d’ensemble correspondants. eaux non liées aux éclusées (cf. II.7 plus haut et FF Terrain requis, y compris pour l’entreposage défi- 4.4 du présent module). nitif des matériaux d’excavation. FF Influence de la mesure d’assainissement sur l’ex- III.3 Mise en œuvre ploitation. FF Coût de chaque mesure selon 4.3.1. FF Calendrier FF Clé de répartition des coûts (projet) pour les cas FF Calendrier de la mise en œuvre selon les instrucparticuliers, comme les installations polyvalentes tions cantonales. et les projets d’agrandissement (cf. 4.5), et lors de la prise en compte de mesures de protection des Partie IV Suivi des résultats (chap. 5) eaux ne visant pas les éclusées (cf. 4.4). Selon les recommandations du présent module, les docu- FF État prévisible après assainissement ments qui concernent le suivi des résultats doivent com- FF Informations concernant les indicateurs, les mo- prendre au moins les indications ci-après. délisations, les outils et les méthodes utilisées pour établir les prévisions (cf. 4.2). FF Détermination de l’état prévisible après applica- FF Données de base pour le suivi des résultats

tion de la mesure d’assainissement et description FF Indications sur l’état actuel (soit les principales

de cet état pour chaque indicateur, chaque sec- informations sous II.4). teur de cours d’eau et chaque mesure, conformé- FF Indications sur l’état cible (soit les principales inment aux directives du point 4.2 et selon la partie formations sous II.5). gauche du tableau 2 (utilisé comme modèle). FF Indications sur l’état prévisible pour la mesure

choisie (soit les principales informations sous III.1 FF Réalisation des objectifs et III.2). FF Détermination et description du degré de réalisation des objectifs et de l’effet global de la mesure FF Description du programme destiné à contrôler

conformément aux directives du point 4.2 et selon l’efficacité la partie droite et inférieure du tableau 2 (utilisé FF Indicateurs utilisés (annexe C, fig. C1).

comme modèle). FF Programme d’analyse prévu (lieu, période, méthodes, etc. ; cf. 5.4). III.2 Choix des mesures d’assainissement FF Calendrier et échéancier des études et analyses. FF Estimation des coûts. FF Analyse coût/utilité FF Analyse coût/utilité selon les directives du FF Coordination avec d’autres mesures

point 4.3.1 et l’exemple de la figure 10. FF Informations concernant la coordination entre FF Indications concernant l’analyse de sensibilité. l’évaluation des effets de mesures d’assainissement des éclusées et l’évaluation des effets FF Choix de la mesure d’assainissement d’autres mesures de protection des eaux (cf. 5.4). FF Indication de la meilleure variante choisie (mesure

la plus appropriée). FF Justification du choix compte tenu des autres critères selon les directives du point 4.3, assortie des explications requises, en particulier concernant l’évaluation globale selon le tableau 3.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 130

Annexe H – Glossaire et abréviations Analyse de sensibilité Colmatage Étude de la variation d’un résultat en cas de modification Diminution de la perméabilité du sol due à l’apport de de certains paramètres. Dans le cas de mesures desti- sédiments fins. On distingue le colmatage interne (dans nées à atténuer les éclusées, elle porte par exemple sur lequel des particules en suspension pénètrent dans le le paramètre « coûts ». fond du lit) et le colmatage externe (qui désigne le dépôt de matières fines sur le fond du lit). Analyse des causes Analyse des causes à l’origine des déficits recensés. Débit d’éclusée Débit s’écoulant dans le cours d’eau en aval de la resti- Analyse des déficits tution durant le fonctionnement de la centrale hydroélec- Examen des atteintes subies par les milieux aquatiques. trique. Il se compose du débit turbiné et du débit présent dans le cours d’eau en amont de la centrale (débit naturel Bassin de rétention ou résiduel). Également appelé bassin de compensation. Volume ouvert qui sert à stocker de l’eau pour atténuer les varia- Débit de référence tions du débit en amont ou en aval d’une centrale hy- Débit qui correspond au régime d’écoulement naturel

Carottage-congélation (freeze-coring) Débit équipé Prélèvement d’échantillons dans le fond du lit d’un cours Débit maximal (d’eau d’exploitation) qu’une centrale hyd’eau à l’aide de tubes dans lequel est injecté de l’azote droélectrique peut exploiter (turbiner). liquide ou du dioxyde de carbone (l’eau est ainsi congelée). Débit plancher Caverne de rétention Débit s’écoulant dans le cours d’eau en aval de la resti- Bassin de rétention souterrain. tution lorsque la centrale hydroélectrique ne fonctionne pas. Il correspond au débit présent dans le cours d’eau en Centrale à accumulation amont de la centrale (débit naturel ou résiduel). Centrale hydroélectrique qui stocke l’eau pendant plusieurs jours, voire plusieurs mois, dans des bassins d’ac- Débit résiduel cumulation ou des lacs de retenue, afin de la turbiner par Débit qui subsiste dans un cours d’eau après un ou pluintermittence, lorsque la demande de courant est forte. sieurs prélèvements (art. 4, let. k, LEaux). La restitution de l’eau turbinée engendre des éclusées. Dérivation directe Centrale de dérivation Dérivation de l’eau turbinée dans une galerie ou un ca- Centrale qui turbine l’eau déjà turbinée par une centrale nal, qui la déverse directement dans un cours d’eau plus située en amont et qui transforme souvent un tronçon à grand ou dans une étendue d’eau, sans restitution dans éclusées en un tronçon à débit résiduel. Pour être effi- le cours d’eau d’origine. cace, la centrale de dérivation doit être optimisée pour atténuer les éclusées et non la production énergétique. Dérive Phénomène dans lequel des organismes aquatiques sont Charriage emportés (dérive passive) ou se laissent emporter (dérive Matières solides d’un diamètre supérieur à 2 mm environ active) par le courant. (pierres, gravier, sable) que le courant déplace sur le fond du lit en les faisant rouler, glisser ou sauter.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 131

Eau d’exploitation Fonction de valeur Eau turbinée dans une centrale hydroélectrique. Fonction servant à évaluer les indicateurs (relevés sur le terrain et résultats de modélisations) et à répartir les (Éco)morphologie données entre classes d’état. Structure spatiale, aspect extérieur d’un cours d’eau. Elle comprend le tracé, la largeur, la nature des rives et du Frai fond du lit, etc. Processus de reproduction des poissons (ponte des œufs par la femelle et leur fécondation par le mâle) ou œufs de Effet global/degré de réalisation global poissons fécondés. Effet qu’une mesure produit dans le milieu aquatique. Il s’agit d’une agrégation des effets produits sur chaque Habitabilité/adéquation de l’habitat indicateur dans le tronçon considéré. Capacité d’un site à servir d’habitat à certaines espèces de poissons ou d’organismes macrozoobenthiques. EPT Groupe de familles d’insectes réunissant les éphémérop- HYDMOD tères, les plécoptères et les trichoptères, dont les larves Module Hydrologie du Système modulaire gradué des se développent dans l’eau et qui constituent de bons in- méthodes d’analyse et d’appréciation des cours d’eau dicateurs de la qualité des eaux ou des cours d’eau. (Pfaundler et al. 2011).

Espèce indicatrice Hydrogramme Espèce piscicole ou macrozoobenthique typique d’une Graphique représentant la variation temporelle des débits certaine région. ou des niveaux d’eau.

État actuel Indicateur État constaté actuellement, situation initiale. Grandeur mesurée ou calculée utilisée pour évaluer l’état des cours d’eau. État de référence État que présente un cours d’eau peu ou pas influencé, du Indicateurs globaux moins en ce qui concerne le domaine considéré (l’hydrolo- Indicateurs qui ne sont pas sensibles uniquement aux gie, p. ex.). Un tel cours d’eau est naturel ou proche de l’état éclusées. naturel et peut dès lors servir de base de mesure ou de référence pour évaluer des tronçons subissant des influences. Indicateurs principaux Indicateurs sensibles aux éclusées et qui permettent de État prévisible prévoir leurs effets avec une bonne précision. État que devraient présenter les eaux après réalisation d’une mesure d’assainissement. Indicateurs sensibles aux éclusées Indicateurs qui réagissent aux éclusées, mais dont les Évaluation des effets connaissances actuelles ne permettent pas de prédire Étape du suivi qui vérifie si la mesure réalisée procure les valeurs avec une précision suffisante. l’effet recherché. Indicateurs supplémentaires Exploitation par éclusées Indicateurs qui, dans l’état actuel des connaissances, ne On parle également de « régime d’éclusées ». Variations sont pas particulièrement sensibles aux éclusées, mais régulières du débit au cours de la journée, produites par qui peuvent parfois fournir des informations supplémenla présence de centrales hydroélectriques fonctionnant taires sur l’état des milieux aquatiques. par intermittence.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 132

De l’anglais habitat suitability index, indice qui exprime pèces piscicoles ou macroozoobenthiques. l’aptitude d’un habitat à accueillir une certaine espèce d’organismes. MZB Macrozoobenthos Installations polyvalentes Installations qui ne servent pas uniquement à assainir Nouvelle installation les éclusées (centrales de dérivation, bassins de com- Nouvelle centrale hydroélectrique. pensation également utilisés pour l’accumulation par pompage, etc.) Objectif général Élimination des atteintes graves (en cas d’assainisse- Interstitiel ment) ou prévention d’atteintes graves (dans le cas de Système de cavités (pores ou interstices) qui se situe à la nouvelles installations). limite entre fond du lit et nappe d’eau souterraine. Objectifs concrets Kit d’analyse Se réfèrent à la classe d’état que les divers indicateurs Kit comprenant un ou plusieurs tests, à réaliser directe- biotiques et abiotiques doivent atteindre pour que des atment dans l’eau et à même de fournir des informations sur teintes soient éliminées ou évitées. l’atteinte due aux éclusées. Voir par exemple l’indicateur F3* présenté dans l’annexe C. OEaux Ordonnance du 28 octobre 1998 sur la protection des LEaux eaux (RS 814.201). Loi fédérale du 24 janvier 1991 sur la protection des eaux (RS 814.20). OEne Ordonnance du 7 décembre 1998 sur l’énergie (RS 730.01). LEne Loi du 26 juin 1998 sur l’énergie (RS 730.0). OFEN Office fédéral de l’énergie. LFSP Loi fédérale du 21 juin 1991 sur la pêche (RS 923.0). OFEV Office fédéral de l’environnement (auparavant OFEFP). Matières en suspension Matières solides d’un diamètre inférieur à 2 mm envi- ONG ron (sable, limon, argile) qui sont emportées par les tur- Organisation non gouvernementale sans but lucratif. bulences en raison de leur faible vitesse de sédimentation et qui sont transportées en suspension dans l’eau sur de Paramètres hydrologiques longues distances. Paramètres de l’hydrogramme des éclusées (débit d’éclusée, débit plancher, taux de montée du niveau d’eau, taux Meilleure variante de descente du niveau d’eau). La mesure qui est considérée comme la meilleure à mettre en œuvre. Plan stratégique Plan établi par les cantons en application de l’art. 83b LEaux. Modélisation des habitats Modèle numérique qui utilise des grandeurs physiques Point de restitution

(profondeur de l’eau et vitesse d’écoulement) ainsi que Emplacement où l’eau turbinée par une centrale hydroéles courbes de préférence pour prévoir la capacité d’un lectrique est restituée au cours d’eau.

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 133

Potentiel écologique Revitalisation Le potentiel écologique d’un cours d’eau proche de l’état Rétablissement, grâce à des travaux d’aménagement, naturel correspond à son importance écologique dans des fonctions naturelles d’un cours d’eau superficiel enson état actuel. Dans le cas d’un cours d’eau qui est loin digué, corrigé, recouvert ou mis sous terre (art. 4, let. m, de l’état naturel, le potentiel écologique correspond à LEaux). l’importance écologique que celui-ci pourrait revêtir s’il présentait un état de référence théorique après renatura- Rhéophile tion, c’est-à-dire après réparation des atteintes nuisibles Espèce piscicole ou macrozoobenthique qui aime le coucausées par l’homme, dans une mesure impliquant des rant. coûts proportionnés (art. 33a OEaux). Secteur de cours d’eau Prestations de services système (SDL) Portion d’un cours d’eau présentant une homogénéité sur Services garantissant un approvisionnement en électricité les plans morphologique, hydraulique et hydrologique. sûr et continu. Ils assurent en permanence l’équilibre entre production et consommation. Dans le cadre des SDL, une Site étudié centrale hydroélectrique s’engage à intervenir rapidement Emplacement sur un cours d’eau ou une étendue d’eau où (en quelques secondes ou minutes) pour remédier à un l’on procède à des relevés et à des analyses pour évaluer excédent ou à un déficit de courant dans le réseau. les différents indicateurs.

Prise d’eau SMG Ouvrage destiné à prélever de l’eau dans une rivière pour Système modulaire gradué. Ensemble de méthodes stanl’amener à la centrale hydroélectrique. Les types de prises dardisées mises au point par la Confédération pour anad’eau les plus courants sont l’ouvrage de retenue et la lyser et apprécier les cours d’eau selon différents aspects prise d’eau tyrolienne (équipée de grilles horizontales). (modules) et à différentes échelles (niveaux).

Projet d’agrandissement Stagnophile Projet visant à agrandir une centrale hydroélectrique Espèce piscicole ou macrozoobenthique qui aime les existante ou à accroître sa puissance. eaux calmes.

Quantile Suivi de la mise en œuvre Valeur seuil qui définit une partie d’un ensemble de don- Démarche destinée à vérifier la mise en œuvre d’une menées (pour la même variable). Un quantile indique com- sure. bien de valeurs se situent au-dessus ou au-dessous d’une certaine limite. (Les quantiles de multiples du centième Suivi des résultats sont appelés centiles). Le centile 95 % correspond par Instrument servant à vérifier l’efficacité d’une mesure. Il exemple au seuil auquel sont inférieures 95 % de toutes comprend le suivi de la mise en œuvre et l’évaluation des les valeurs considérées. effets.

Rapport débit d’éclusée/débit plancher Swissgrid Rapport entre le débit d’éclusée maximal et le débit plan- Société nationale suisse pour l’exploitation du réseau (de cher minimal. distribution d’électricité).

Régime d’écoulement Taux de descente du niveau d’eau Comportement hydrologique d’un cours d’eau au cours de Vitesse à laquelle le niveau d’eau descend après l’éclusée l’année. Il dépend principalement du climat régnant dans (en cm/min). On utilise également le taux de diminution du le bassin versant. débit (en m3/s par min).

Éclusées – Mesures d’assainissement © OFEV 2017 134

Taux de montée du niveau d’eau Zone de marnage Vitesse à laquelle le niveau d’eau monte pendant l’éclu- Zone du lit d’un cours d’eau qui est inondée durant le sée (en cm/min). On utilise également le taux d’accrois- débit d’éclusée et mise à sec durant le débit plancher. sement du débit (en m3/s par min).

Taux de variation du niveau d’eau Voir taux de montée et de descente du niveau d’eau.

Taxon Unité systématique d’organismes. Les espèces macrozoobenthiques stagnophiles, par exemple, forment un taxon.

Tronçon à débit résiduel Tronçon de cours d’eau situé entre la prise d’eau, destinée à alimenter une centrale hydroélectrique, et le point de restitution (parfois aussi appelé « tronçon court-circuité »).

Tronçon de référence Tronçon de cours d’eau naturel ou proche de l’état naturel.

Turbidité Diminution de la transparence de l’eau provoquée par une augmentation de la quantité de matières en suspension.

Valeurs cibles Valeurs limites des paramètres hydrologiques, associées à un quantile à respecter, qui sont en interaction avec les indicateurs.

Volume de rétention Volume destiné à stocker de l’eau afin d’atténuer les éclusées.

Zonation longitudinale Phénomène naturel de distribution des espèces qui permet de vérifier que la composition de la biocénose animale d’un cours d’eau est typique de la station (cf. indicateur B3 du module « Planification stratégique »).

Zone biocénotique Zone occupée par une biocénose spécifique (une biocénose étant une communauté de diverses espèces d’organismes qui occupe un site délimité).