Soutenance mémoire
Problématique des étiages en région Pays de la Loire
Selon le dernier état des lieux du SDAGE* Loire-Bretagne (2019), la région Pays de la Loire est un territoire dont l’état écologique des cours d’eau est dégradé : seulement 11 % des cours d’eau atteignent le bon état écologique (Agence de l’Eau Loire-Bretagne, 2019). De multiples pressions s’exercent sur ce secteur et empêchent l’atteinte du bon état des eaux : artificialisation des cours d’eau, prélèvements, pollutions diffuses et présence de plans d’eau.
Les phénomènes d’étiages sévères sont également des freins à la progression de l’état des masses d’eau de la région et se supplémentent aux pressions déjà existantes. En effet, lors de périodes sèches, de nombreuses masses d’eau sont soumises à des étiages sévères, cela pouvant même aller jusqu’à des assecs. La région Pays de la Loire est particulièrement touchée par ces phénomènes qui sont de plus en plus fréquents notamment à cause du changement climatique .
La survenue d’étiages sévères a notamment un impact sur la disponibilité de la ressource en eau et sa gestion est donc un enjeu majeur pour les prochaines années. Les phénomènes d’étiages sévères et d’assecs vont également avoir un impact sur la qualité des milieux aquatiques. En effet, les assèchements ont des conséquences sur la continuité écologique, la connectivité des habitats mais aussi la dilution de polluants. Tous ces changements vont, in fine, impacter la qualité physico chimique et la qualité biologique des cours d’eau et ainsi empêcher l’atteinte du bon état des eaux.
Demande du commanditaire et étapes de l’étude
Au regard des enjeux liés aux étiages sur ce territoire, la DREAL* Pays de la Loire a donc souhaité caractériser par une approche statistique en quoi les étiages impactent la biologie des cours d’eau et, à terme, leurs impacts sur l’évaluation de la qualité des eaux superficielles. La DREAL souhaite également mieux définir les raisons de survenues des étiages sévères voir des assecs. Ainsi, 3 questions majeures sont posées dans le cadre de cette étude :
– Y’a-t-il une aggravation des étiages en Pays de la Loire ?
– Quel est l’impact de cette hydrologie d’étiage sur l’état écologique des cours d’eau?
– Comment mieux connaître et caractériser les étiages sur les têtes de bassin versant, les assecs des cours d’eau intermittents et leurs effets sur l’aval du cours d’eau ?
La société ANTEA Group est chargée de réaliser cette étude et fait sous-traiter la partie hydrobiologie par la société SARL RIVE. Ainsi, ANTEA Group se charge du pilotage du projet et assure la majorité des opérations de structuration et d’analyse des données. La SARL RIVE est en charge de l’expertise hydrobiologique ainsi que de l’interprétation et du traitement statistique des données. L’étude a été divisée en 3 phases afin de répondre aux différentes questions posées par le commanditaire. La première phase a consisté à la réalisation d’un diagnostic à l’échelle de la région Pays de la Loire . Pour cela, les pressions s’exercant sur les cours d’eau du territoire ont été déterminées. Une étude du climat a été réalisée ainsi qu’une analyse des étiages qui a permis de caractériser leur sévérité. Ces différentes exploitations ont permis d’aboutir à l’analyse des tendances d’étiages et leur évolution dans le temps. La SARL RIVE n’est pas intervenue dans cette phase. La seconde phase porte sur l’analyse de la sensibilité des indicateurs d’état écologique vis-à-vis de l’hydrologie des étiages. L’objectif est de définir les possibles liens existants entre l’hydrologie d’étiage et les indicateurs biologiques et physico-chimiques mobilisés pour l’évaluation de l’état écologique des cours d’eau. C’est dans cette phase qu’intervient principalement la société RIVE. Enfin, la troisième et dernière phase repose sur l’analyse des cours d’eaux intermittents. Les objectifs de cette phase sont de caractériser les relations amont-aval mises en place lors de la survenue d’étiages, de définir 6 têtes de bassins versants représentatifs de ces relations et d’y caractériser finement les assecs par un protocole de collecte de données sur le terrain . Le bureau d’étude RIVE intervient dans cette phase seulement pour la collecte de données terrains sur deux têtes de bassins versants.
Etude réalisée par RIVE et mission principale du stage
Le bureau d’étude RIVE intervient donc principalement dans la deuxième phase de l’étude commanditée par la DREAL Pays de la Loire. Cette phase a pour but d’identifier les liens possibles entre les débits d’étiages et les indicateurs utilisés dans l’évaluation de l’état écologique des cours d’eau. Pour cela, deux études seront menées : une étude bibliographique et une étude statistique. Dans un premier temps, une analyse de la littérature scientifique sera effectuée. Celle-ci permettra de définir les facteurs mésologiques, biologiques et physico chimiques les plus pertinents à étudier pour caractériser la sensibilité de l’état écologique lors d’étiages sévères. Cette étude permettra également de compléter les connaissances sur les mécanismes mis en jeu lors des étiages. Au cours de cette analyse bibliographique, plusieurs thématiques seront abordées. En effet, l’étude se concentrera sur les relations entre variations hydrauliques et peuplements mais également sur les variations des facteurs mésologiques au cours du temps et les impacts sur les peuplements du milieu. Les capacités et méthodes de survie des divers peuplements biologiques à la survenue d’étiage seront aussi étudiées, de même que les capacités de recolonisation à la suite de ces évènements. Dans un second temps, une analyse statistique aura pour but d’identifier, par secteur, les relations entre hydrologie d’étiage, paramètres physico-chimiques et facteurs biologiques. Cela permettra d’obtenir un état de la situation générale du territoire et de voir quels éléments sont les plus dégradés par secteur et s’ils pourraient expliquer la non-atteinte du bon état écologique. Ces premières analyses permettront de définir des secteurs pour lesquels des analyses statistiques plus approfondies seront effectuées. Différentes méthodes statistiques pourront être utilisées pour réaliser ces analyses. Celles-ci auront pour objectif de mettre en relation les facteurs biologiques et mésologiques mais aussi les notes d’indices biologiques et leurs métriques avec les facteurs mésologiques. Cette analyse statistique va, de ce fait, permettre de caractériser les impacts des étiages sur les facteurs du milieu ainsi que sur les peuplements biologiques. L’étude des facteurs biologiques pourra être menée à plusieurs échelles: des indices biologiques, plutôt généraux, aux métriques biologiques voir même jusqu’aux listes faunistiques. La mission de stage proposée par le bureau d’étude RIVE consiste à prendre part à cette étude aux côtés de M. BACCHI. Ainsi, il m’a été confié la réalisation de l’analyse bibliographique sur les impacts des étiages et la rédaction de la synthèse en découlant. Il m’a également été demandé de réaliser une synthèse sur les méthodes statistiques employées dans la littérature pour mettre en lien la survenue d’étiages et les effets sur les paramètres biologiques et mésologiques. Par la suite, j’ai pu prendre part à l’amorce des analyses statistiques du jeu de données, en supplément du travail effectué par M. BACCHI. De plus, j’ai pu participer aux missions de terrains correspondant à la troisième phase de l’étude globale, qui consistait à la collecte de données sur deux têtes de bassins versant. Enfin, en dehors de cette mission principale, j’ai également pu contribuer à diverses missions, notamment de terrain, selon les besoins du pôle hydrobiologie.
Déroulé de la mission
Organisation générale
Pour mener à bien l’ensemble de la mission, celle-ci a été décomposée en plusieurs tâches principales : lecture et synthèse bibliographique, synthèse des méthodes statistiques, analyses des données, terrain étiage et missions annexes . L’avancement de chacune de ces tâches a été déterminé selon l’ordre logique à suivre entre elles, le niveau d’avancement des tâches précédentes et la participation à des missions de terrains. Une grande partie du temps de stage a été consacrée à la partie bibliographique (49%) et à l’analyse des données (23%) . Le temps de travail a été réparti entre du travail de bureau et des missions de terrain. La majorité du stage à tout de même été consacré à du travail de bureau (80 %). Toutefois, au vu de la situation sanitaire actuelle, les premières semaines de stage ont eu lieu pendant une période de confinement. Pour ces raisons, le début du stage a été réalisée en télétravail, cela représentant une part importante de sa durée totale (43%). Pendant cette période, des échanges à intervalles réguliers ont été tenus avec mon tuteur de stage, M. BACCHI, que je pouvais solliciter en cas de besoins. Lorsque la situation sanitaire s’est améliorée, le travail en présentiel dans la structure de Chinon a été possible.
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Table des matières
Sommaire
Introduction
I. Présentation de la structure d’accueil
II. Contexte de la mission
1. Problématique des étiages en région Pays de la Loire
2. Demande du commanditaire et étapes de l’étude
3. Etude réalisée par RIVE et mission principale du stage
III. Déroulé de la mission
1. Organisation générale
2. Analyse et synthèse bibliographique
3. Traitement et analyse des données
4. Terrains et missions annexes
IV. Résultats de la mission
1. Synthèse bibliographique
A. Introduction aux étiages
B. Effets sur les paramètres abiotiques
C. Effets sur les paramètres biologiques
2. Analyses des données
A. Méthodes d’analyses statistiques utilisées dans la littérature
B. Constitution des tables de données
C. Analyses statistiques et cartographie
3. Terrain étiages
V. Missions annexes
1. Pêche électrique, IPR et pêche de sauvegarde
2. IBG-DCE, CARHAB et IBD
3. Protocole CARHYCE
VI. Retour réflexif sur l’expérience
Conclusion
Bibliographie
Annexes
Table des annexes
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