Evaluation et estimation d’un débit minimum biologique

Généralités

Présentation de la structure d’accueil 

Présentation générale
Hydrosphère est un bureau d’études en environnement créé en 1998 par Pascal MICHEL, ingénieur écologue et ichtyologue. C’est une société de services qui a pour principal domaine d’intervention l’étude et l’aménagement des milieux aquatiques naturels et artificiels avec pour mission la connaissance et la préservation de ces milieux. A l’origine installé à Cergy-Pontoise, Hydrosphère a ouvert une agence à Castanet-Tolosan (31) ainsi qu’à Nans les Pins (83) afin d’élargir ses activités à l’échelle nationale et de répondre de plus près aux attentes locales. La société réunit aujourd’hui 17 personnes sur ces trois sites en France métropolitaine.

Activités
Hydrosphère intervient sur tout le territoire national et souhaite s’ouvrir à l’étranger. Les différents services proposés dans les pôles de compétences sont les suivants :

Expertise et diagnostic
La société met en œuvre des réseaux de suivis, des évaluations d’impacts et établit des états initiaux à différentes échelles. Les protocoles employés exigent une expertise biologique et physico-chimique des milieux aquatiques. C’est pour cela que le personnel est spécialisé en hydrobiologie, ichtyologie et hydrologie, ce qui lui permet de mettre en œuvre un panel de méthodes d’analyses de terrain telles que :
• Hydrobiologie (IBGN, IBGA, MPCE, MGCE, I2M2, Diatomées, Mollusques aquatiques),
• Peuplements piscicoles (pêche électrique, pêche filet),
• Physico-chimie des eaux et des sédiments,
• Hydrologie, hydraulique, hydrogéologie, hydromorphologie (CARHYCE, Aurahce),
• Potentialités hydroécologiques (Habitats piscicoles : Estimhab, Diagnostic des berges, Inventaire faune/flore),
• Inventaires faune / flore en particulier au niveau des berges de fleuves de cours d’eau mais aussi sur les zones humides au sens large,
• Les groupes d’animaux étudiés sont principalement les oiseaux, les mammifères, les batraciens, les reptiles et les insectes (odonates, lépidoptères et orthoptères).

Génie écologique et maîtrise d’œuvre
Hydrosphère accompagne les Maîtres d’ouvrage dans leurs projets par la conception d’aménagements visant à rétablir les fonctionnalités des milieux dégradés, par le suivi des travaux ainsi que par l’optimisation des délais d’instruction des dossiers réglementaires. La société réalise des prestations de maîtrise d’œuvre de la conception des projets jusqu’à la réalisation et la réception des travaux. Les champs de compétences d’Hydrosphère sont les suivants :
• Aménagement de berges en techniques de génie végétal,
• Restauration de la continuité biologique (dérasement, arasement d’ouvrages, rivières de contournement, conception de passes à poissons…),
• Plan de gestion de milieux (zone humides, cours d’eau, ripisylve, plan d’eau, …),
• Restauration hydromorphologique de cours d’eau (reméandrage, remise à ciel ouvert, déplacement du lit dans le talweg d’origine, …),
• Renaturation de milieux dégradés,
• Aménagement de frayères et d’habitats piscicoles.

Recherche et innovation
La société souhaite proposer des outils d’investigation et d’interprétation toujours plus performants et assure donc pour cela une activité de recherche et d’innovation technologique.

Formation et communication
Hydrosphère délivre des formations techniques destinées aux gestionnaires et aux personnels techniques afin de diffuser ses connaissances sur les protocoles d’études, la gestion des milieux ainsi que les chantiers écologiques. En parallèle, la société propose des supports de communication pour informer le public. C’est au sein du pôle « Expertise et diagnostic » du bureau d’étude Hydrosphère à Castanet Tolosan que j’ai effectué mon stage de mars à août 2021 sous la responsabilité de M. Pascal FRANCISCO, responsable de l’agence Occitanie.

Déroulé du stage 

Au sein du bureau d’études Hydrosphère, différentes missions m’ont été confiées. Les plus significatives :
• Rédaction de rapports (analyse et synthèse de données, réalisations cartographiques, application de protocoles),
• Pêches électriques à pied et application de l’Indice Poisson Rivière (IPR),
• Relevés macroinvertébrés et diatomées et application des indices Macroinvertébrés Petits Cours d’Eau (MPCE) et Indice Biologique Diatomées (IBD),
• Descriptions de faciès d’écoulement pour le suivi d’aménagements ou dans le cadre d’études préalables,
• Réalisation du protocole hydromorphologique CARHYCE,
• Estimation de l’impact sur l’habitat aquatique des modifications de débits sur un tronçon courtcircuité suite à la mise en place d’une centrale hydroélectrique,
• Suivi des aspects quantitatifs de l’eau par mesures de débits,
• Suivi des aspects qualitatifs de l’eau par mesures physico-chimique de l’eau (température, conductivité, pH, oxygénation) et par prélèvement d’eau.

Plusieurs missions ayant été réalisées au cours du stage et dans un souci de respect du format alloué pour la rédaction de ce mémoire, seule sera développée ma mission portant sur la détermination d’un Débit Minimum Biologique (DMB) sur le cours d’eau du Célé pour le fonctionnement de la microcentrale du Moulin de Maynard situé sur la commune de Le Trioulou dans le département du Cantal.

Présentation des espèces piscicoles cibles 

La méthode des microhabitats consiste ensuite à identifier une ou plusieurs espèces cibles qui sont représentatives du peuplement piscicole du cours d’eau. Généralement la truite fario est choisie car elle est exigeante en ce qui concerne les conditions d’habitat physique. Dans le cadre de cette étude, la truite fario est considérée comme espèce cible ainsi que la vandoise rostrée, représentée par le biais de la guilde « chenal » .

• Truite fario (Salmo trutta fario)
C’est une espèce autochtone des rivières françaises pouvant mesurer plus de 60 cm pour un poids d’environ 3,5 kg. Elle est généralement de couleur brune, au dos foncé à vert clair, aux flans nacrés à jaunâtres, avec des tâches noires et des points rouges qui couvrent ses flancs, ses opercules et sa nageoire dorsale. La Truite fario est un salmonidé rhéophile et pélagique, elle affectionne les eaux vives, froides et bien oxygénées. Elle colonise les secteurs amont des cours d’eau et se nourrit principalement d’invertébrés et de petits poissons. Les stades de développement de la Truite fario pris en compte par le logiciel Estimhab dans l’évaluation des DMB sont:
• Adulte : sujet en âge de se reproduire (14 à 28 cm),
• Juvénile : sujet de plus d’un an non encore reproductif (10 à 16 cm),
• Alevin : sujet de moins d’un an et de plus de 5 cm.

Il convient de préciser qu’en terme de résultats de modélisation, il n’y a quasiment pas de différence entre les stades juvénile et alevins chez la truite. Ceci explique que dans le cadre de l’application du protocole Estimhab, les deux stades sont ici confondus. La truite fario atteint sa maturité sexuelle dès l’âge de 1 à 2 ans et la reproduction a lieu de novembre à fin février, au niveau des têtes de bassin (chevelu hydrographique) dans les zones de transition entre mouille et radier, là où le courant s’accélère, la profondeur est peu importante et sur fond de graviers (2 à 6 cm de diamètre). La truite présente un intérêt patrimonial et halieutique important. Les habitats qu’elle utilise au cours de son cycle vital font l’objet d’une protection nationale (arrêté du 8 décembre 1988). Elle est un indicateur de la bonne qualité de l’eau et du maintien de l’intégrité des habitats aquatiques.

• Vandoise rostrée (Leuciscus burdigalensis)
C’est une espèce rhéophile affectionnant donc les eaux courantes et fraîches et pouvant mesurer jusqu’à 40 cm pour un poids de 1 kg. La vandoise rostrée n’est pas considérée comme une espèce en danger, néanmoins, son habitat est fortement menacé par l’anthropisation des cours d’eau ainsi que la compétition avec d’autres espèces (gardon, brème, etc.). De ce fait, on observe un recul de la population de vandoise rostrée en France (Observatoire Poisson Seine Normandie, 2021). La vandoise rostrée colonise principalement les parties intermédiaires des cours d’eau et les zones lotiques. Dans le logiciel Estimhab, la vandoise rostrée est associée à la guilde chenal, correspondant à son habitat préférentiel.

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Table des matières

Table des matières
Table des tableaux
Table des figures
Généralités
Présentation de la structure d’accueil
Présentation générale
Activités
Déroulé du stage
Introduction
Présentation de la mission
Contexte et objectifs
Matériel et Méthodes
Présentation du site d’étude
Caractérisation du milieu
Choix et mise en place du protocole
Résultats
Caractéristiques hydrologiques
Contexte écologique
Contexte piscicole
Zonages réglementaires
Description des faciès d’écoulement sur le TCC
Choix de la station de mesure
Estimation des débits minimums biologiques
Modalité de fonctionnement possible de la microcentrale
Conclusion
Bibliographie
Annexes

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