Mercredi 2 juillet – de 10:30 à 19:00
Session D3 : État de santé et pollution des rivières
Évaluation des pressions sur une rivière anthropisée, le cas de la Sorgue
HÉRITIER Coline, PRED’HOMME Margaux, BROUILLAUD Nathan, SANTOS Raphaël, HONEGGER Anne, CHIU Victoria, PARAN Frédéric, TENTORINI Christel, RHODET Laurent, PUDU Marjolaine
France
Résumé : La pollution des ressources en eau et sa raréfaction sont devenues un enjeu majeur au cours des vingt dernières années, posant à la fois un problème de santé publique et d’altération des écosystèmes (IFPEN | Gestion du cycle de l’eau et changement climatique, 2024). L’eau, est une précieuse ressource reliant les écosystèmes (biotopes et biocénoses) et les socio systèmes (humains), et elle est nécessaire à tous au regard de fonctions et services écosystémiques : vie biologique, alimentation, hydratation, cultures agricoles, lieux de détente, loisirs, zones de rafraîchissement…). Face aux enjeux climatiques et à la nécessité de préserver cette ressource, il semble important d’identifier, de quantifier et de suivre les différentes pressions qu’elle subit, notamment les rivières, en interaction avec leur environnement proche. C’est le cas de la rivière de la Sorgue, qui va être étudiée selon différents aspects que sont l’hydrologie, l’éco toxicologie, la géographie-sociale et le droit de l’eau, afin de les mettre en relation et d’identifier les leviers importants pouvant changer son exploitation et favoriser sa protection en passant par l’élaboration d’une problématique interdisciplinaire dans le cadre de ce cluster.
Laboratoire Intelligent pour des Rivières Propres – Une Approche pour la Réhabilitation des Petites Rivières en Inde
SINGH Nikhilesh, GAUR Shishir, OHRI Anurag, JOSHI Dheeraj
Inde
Résumé : Le changement climatique et les pressions anthropiques ont gravement affecté les écosystèmes et les ressources en eau à l’échelle mondiale, et l’Inde ne fait pas exception. Pour résoudre ces problèmes liés aux rivières, un plan holistique de rajeunissement des rivières est nécessaire, permettant de tester, d’innover et de mettre en œuvre des solutions durables pour une gestion durable des rivières. Le projet Smart Laboratory for Clean Rivers (SLCR), une collaboration indo-danoise, offre un laboratoire vivant réunissant toutes les parties prenantes pour s’engager, apprendre, co-créer et expérimenter en vue d’une rivière propre et durable qui résiste à l’épreuve du temps. Le SLCR a choisi un petit bassin versant de la rivière Varuna, situé dans le bassin moyen du Gange en Inde, pour un projet pilote. Adoptant une approche intégrée pour le rajeunissement des rivières, le SLCR met en œuvre diverses techniques et améliorations visant à maintenir un débit pérenne clair, à favoriser une biodiversité florissante, à reconnecter les communautés à leur rivière et à valoriser la relation symbiotique. Une fois achevé, le SLCR fournira un manuel de restauration des petites rivières, proposant un plan stratégique détaillé et des méthodes de mise en œuvre pour aider les parties prenantes et les administrations locales à préserver la propreté et la durabilité de nos rivières.
Les défis de la gestion de la qualité de l’eau et de l’état écologique entre les pressions rurales et urbaines.
PRED’HOMME Margaux, DOPIERALA Romain, FORET Arnaud, RIVIER Clélia
France
Résumé : Les systèmes d’eau douce rencontrent des défis importants dans les zones périurbaines en raison de pressions concurrentes. Cette étude examine le bassin versant de l’Yzeron en France, intégrant des analyses écologiques, spatiales et réglementaires pour évaluer la qualité de l’eau et les facteurs de changement. En s’appuyant sur des données de suivi à long terme, la recherche analyse les changements d’utilisation des sols, les impacts réglementaires et les sources de pollution de 1993 à 2024. Malgré les progrès des politiques de gestion de l’eau et les efforts de restauration localisés, l’état écologique reste médiocre, entravé par des données incohérentes, un suivi insuffisant des polluants émergents et une coordination intersectorielle limitée. L’étude souligne la nécessité d’une gouvernance intégrée, d’un suivi renforcé et de politiques innovantes pour relever les défis complexes de gestion de l’eau dans les environnements périurbains.
Vulnérabilité aux inondations en relation avec le changement d’utilisation des sols dans la plaine inondable d’une rivière périurbaine, le cas de l’Yzeron, France
JOET Océane, GEORGE Clément, ESTIENNE Louis, HÉRITIER Coline, SONAGNON Donald, BABIN Lucas
France
Résumé : Cette étude quantifie les changements d’occupation des sols dans la plaine inondable de l’Yzeron et leur impact sur la vulnérabilité aux inondations et les politiques de gestion des risques d’inondation entre le 19ème et le 21ème siècle. Le bassin versant de l’Yzeron, situé à l’ouest de Lyon, a connu une expansion urbaine importante depuis le milieu du 20ème siècle. L’analyse met en évidence une corrélation directe entre l’expansion urbaine et l’augmentation des dommages causés par les inondations, soulignant que l’augmentation de la vulnérabilité a probablement joué un rôle plus décisif que l’aléa dans l’augmentation du risque d’inondation. En outre, l’évolution des politiques de gestion des risques d’inondation, qui sont passées de mesures réactives à des cadres plus structurés tels que les Plans de Prévention du Risque inondation et les Plans Locaux d’Urbanisme, témoigne d’une prise de conscience croissante, mais aussi de difficultés persistantes à concilier le développement urbain et la prévention des risques. Malgré les progrès réalisés, les données historiques sur les inondations et les dommages associés, la cartographie des risques et la nécessité d’une modélisation hydrologique dynamique restent des domaines clés à améliorer. Cette recherche offre une approche jamais explorée auparavant sur l’Yzeron, en interrogeant la dynamique de l’utilisation des terres dans la plaine inondable pour expliquer le risque, avant l’aléa, et en fournissant une réflexion sur la façon de concilier le développement urbain et la réduction des risques d’inondation dans la plaine inondable.
Impact de l’aquaculture sur la qualité des eaux en Basse-Saône
WISSEL Björn, QUIÑONES-RIVERA Zoraida
France
Résumé : Dans le bassin Rhône-Méditerranéen, la basse Saône est caractérisée par une qualité d’eau parmi les plus médiocres en raison de contaminants en amont, souvent associés à l’industrie et à l’agriculture. Pour évaluer l’impact potentiel supplémentaire de la plus grande pêcherie intérieure de France (la Dombes) sur la basse Saône, des échantillons d’eau ont été prélevés toutes les deux semaines (d’avril 2023 à juillet 2024) en amont (Chalon-sur-Saône et Mâcon) et en aval (Lyon) des deux principaux affluents (Veyle et Chalaronne) qui relient la Dombes à la rivière. Les échantillons ont été analysés pour les concentrations de C, N et P dissous ainsi que pour les concentrations de C et N particulaires et les isotopes stables. Avec des concentrations jusqu’à 10 fois plus élevées, les affluents étaient des sources importantes de nutriments dissous et de matière organique. Pourtant, en raison du débit relativement faible des affluents, aucun effet clair n’a été identifié sur la qualité de l’eau en aval. Néanmoins, l’impact pourrait être plus visible en période de faible débit de la Saône, en combinaison avec un débit et des concentrations en nutriments artificiellement élevés des affluents lorsque les étangs sont drainés pendant la récolte des poissons en automne et en hiver. Des analyses d’isotopes stables seront utilisées pour quantifier l’impact relatif de l’aquaculture sur la qualité de l’eau dans la basse Saône. À terme, ce projet contribuera à 1) identifier les contrôles environnementaux de la qualité actuelle de l’eau dans la basse Saône (par exemple, sources de nutriments / affluents, hydrologie, température) et 2) prévoir les impacts futurs en fonction des scénarios de changement climatique (température, précipitations, hydrologie, utilisation des terres).
Capteurs propres, données fiables : développement et tests sur le terrain d’un nettoyage mécanique abordable de capteurs optiques en rivière
F. S. GISI Maria, NAVRATIL Oldrich, CHERQUI Frédéric, JAMES Robert, RUSSELL Kathryn, FLETCHER Tim
France
Résumé : Le biofouling affecte considérablement la précision et la fonctionnalité à long terme des capteurs optiques de plus en plus utilisés pour surveiller la qualité de l’eau et des environnements aquatiques naturels. Cette étude examine les effets du biofouling sur la précision et l’exactitude des mesures de six capteurs de turbidité à faible coût sur une période de 11 semaines. Les données des capteurs ont été suivies deux fois par semaine à l’aide des solutions fait avec bentonite, de 0 et 1000 NTU). Le développement du biofouling a été quantifié par l’analyse d’images et un système d’évaluation visuelle qualitative. Les résultats montrent que le biofouling réduit progressivement la précision des mesures des capteurs, avec des effets significatifs après une exposition prolongée. Pour répondre à ce défi, un essuie-glace mécanique adaptable et open-source a été développé et testé, offrant une solution pratique pour limiter ce biofouling. Conçu pour être polyvalent, cet essuie-glace peut également être appliqué à d’autres types de capteurs optiques, élargissant ainsi son utilité au-delà de la mesure de turbidité. Ces résultats soulignent la viabilité des capteurs à faible coût pour une utilisation à court terme et mettent en évidence l’importance de stratégies d’atténuation intégrées pour les déploiements prolongés sur le terrain. Cette recherche offre des perspectives précieuses pour améliorer les performances des capteurs dans les applications de surveillance de l’eau et des milieux aquatiques.
Déploiement de la sonde Fluocopée® en Seine : vers un suivi haute fréquence et in situ de la qualité des milieux aquatiques par spectrométrie de fluorescence
RAOULT Antoine, GOFFIN Angélique, RAYMOND Vivien, DESBOURDES Flavien, SHAHVAR Anicée, PAIN-LE-QUERE Camille, YILMAZ Metehan, BOURREAU Johanna, DOMINATI Moreno, KRIMOU Rania, MOUGIN Jérémy, GUERIN-RECHDAOUI Sabrina, ROCHER Vincent, VARRAULT Gilles
France
Résumé : Les deux dernières décennies ont vu s’intensifier le développement d’appareils de mesure à haute fréquence pour suivre les paramètres bio-physico-chimiques des eaux de surface. Le développement conjoint de la sonde Fluocopée® par le LEESU et le SIAAP s’inscrit dans cette dynamique. Il s’agit d’une sonde de fluorescence innovante qui permet de suivre in situ et à haute fréquence l’évolution temporelle de 25 fluorophores pour caractériser la matière organique dissoute (MOD). Le grand nombre de fluorophores suivis par la sonde Fluocopée® permet d’envisager de nombreuses applications en lien avec le suivi de la qualité de l’eau et la compréhension des processus biogéochimiques liés à la MOD dans les milieux aquatiques. En outre, sa sensibilité est compatible avec les niveaux de concentration en MO observés dans les milieux aquatiques continentaux.
Depuis octobre 2023, plusieurs exemplaires de cette sonde sont déployés sur la Seine et deux de ses principaux affluents (Marne et Oise), répartis sur 6 sites entre l’amont et l’aval de l’agglomération parisienne. Cette disposition offre l’opportunité de mieux comprendre les dynamiques biogéochimiques de la Seine et d’identifier les pressions qu’elle subit en lien avec la MO en traversant une aire urbaine densément peuplée. Cette présentation vise donc à présenter les résultats scientifiques tirés des chroniques acquises par ce réseau de capteurs depuis son installation fin 2023. Elle détaillera également la méthodologie employée pour traiter ces chroniques, depuis l’acquisition des données brutes à leur validation.
Accompagner le transfert des connaissances sur les polluants aquatiques
FOURNIER Maïté, BERGE Manon, STROSSER Pierre
France
Résumé : Le projet TransNet vise à optimiser le transfert des connaissances produites par les 18 équipes du programme Aquatic Pollutants vers les décideurs et praticiens. Une cartographie des acteurs a d’abord été réalisée pour identifier les organisations-clés et comprendre leurs rôles. Puis une série d’entretiens et des ateliers collaboratifs ont permis d’identifier leurs besoins spécifiques en connaissances sur les polluants émergents, l’antibiorésistance et les pathogènes aquatiques. TransNet a ensuite évalué les résultats des 18 projets pour vérifier leur pertinence par rapport aux besoins exprimés et signaler les lacunes à combler dans de futurs travaux. Des outils innovants ont été développés : des podcasts, un jeu éducatif, un recueil de technologies, et un outil interactif nommé TransNet Viewer pour explorer les résultats. Les principales étapes de travail incluaient l’analyse des besoins, l’identification des manques de connaissances, et la conception d’outils adaptés au transfert.
Ce projet met en lumière l’importance d’une démarche structurée pour rendre la recherche plus impactante, en rapprochant les chercheurs et les utilisateurs finaux des connaissances.
Session D4 : Connectivité et habitat – 1
Variabilité des écarts de température induits par les éclusées et impacts écologiques associés : Revue bibliographique et typologie des altérations potentielles selon les schémas d’aménagements
GOURAUD Véronique, BARILLIER Agnès, BARAN Philippe
France
Résumé : Les variations rapides de débit induites à l’aval des centrales hydroélectriques par les lâchers d’eau turbinées peuvent être accompagnées de variations de température. Etant donné la multiplicité de configurations d’aménagements et la diversité de caractéristiques des ouvrages, ces écarts de température liées aux éclusées sont potentiellement très variables d’un site à un autre. Aussi, l’objectif de nos travaux a été d’une part de faire un état de l’art des altérations thermiques liées aux éclusées et de leurs impacts sur les communautés biologiques. D’autre part, à l’aide de la connaissance des caractéristiques du parc hydroélectrique français et de cas d’étude représentatifs, nous avons cherché à définir les différents types d’altérations possibles en fonction des caractéristiques des aménagements. Pour la plupart des aménagements, un réchauffement en hiver et un refroidissement en été sont généralement observés, avec des amplitudes très variées. Les incidences les plus probables sur les organismes sont celles liées aux gradients de baisse ou de hausse de température et la fréquence des évènements. Les écarts de température induits par les éclusées dépendent fortement de la configuration du site. Néanmoins, quel que soit, le type de configuration, les écarts de température induits ne sont pas systématiques et concernent un nombre restreint d’éclusées. Ces résultats mettent en avant le besoin d’acquérir des connaissances sur les effets de gradients de température élevés sur la physiologie et le comportement des individus et leurs impacts indirects à l’échelle des populations ou des communautés.
Eclusées et disponibilité de l’habitat de ponte des Ephémères au sein d’une rivière : vers une nouvelle évaluation de la vulnérabilité des organismes aquatiques à l’assèchement
JAULIN Emmanuel, CAPRA Hervé, PELLA Hervé, RODIER Julien, ALP Maria
France
Résumé : Les éclusées énergétiques modifient fortement les conditions hydrauliques de la rivière, entraînant une variation (infra)-journalière de la vitesse de courant et du niveau d’eau. La réponse des insectes aquatiques à ces variations a été principalement évaluée pour le stade larvaire et moins pour les stades adulte et oeuf. Pour les taxons avec un comportement de ponte sélectif, comme les éphémères du genre Baetis, ces variations artificielles peuvent induire un échec du recrutement et créer un goulot d’étranglement sur la taille de la population dû à une disponibilité insuffisante d’habitats de ponte et à la mortalité des oeufs asséchés. Notre étude vise à déterminer à l’échelle d’un tronçon de 38 km de la basse rivière d’Ain 1) la quantité d’habitat de ponte disponible pour ces éphémères en fonction du débit et 2) la quantité d’habitat favorable asséché lors d’une baisse brutale du débit. L’habitat disponible est quantifié à partir des simulations hydrauliques d’un modèle en deux dimensions étalonné et validé sur l’ensemble d’un tronçon (1,9 million de mailles). L’habitat de ponte potentiel représentait jusqu’à 6,6 % de la surface mouillée à 30 m3.s-1 avant de diminuer progressivement à moins de 1 % après 165 m3.s-1. Les deux plus fréquentes diminutions de débit dues aux éclusées observées sur l’Ain (2012-2022) provoqueraient l’assèchement de plus de 85 % d’habitat de ponte disponible au débit de pointe. Ces résultats soulèvent la question de la pertinence d’évaluer la quantité d’habitat de ponte utile à la population d’éphémères en place dans une rivière régulée pour en connaître la sensibilité aux éclusées, et principalement à la mise en assec.
Quel scénario de gestion sédimentaire pour le Rhône genevois et le Haut-Rhône français ?
PINET Laurent, DIOUF Seydina, LECOMTE Estelle, AESCHLIMANN Candy, DE LA RIVIÈRE Caroline
Suisse
Résumé : L’Arve transporte environ 700 000 m³ de matières en suspension (MES) par an, dont une part significative s’accumule dans la retenue de Verbois, avec un comblement annuel moyen estimé à 360 000 m³. Par ailleurs, à Génissiat, le volume de sédiments accumulés hors périodes de chasse se situe entre 50 000 et 150 000 m³ par an. Une accumulation excessive dans la retenue de Verbois pourrait provoquer un exhaussement des lignes d’eau, augmentant ainsi le risque d’inondation dans certains quartiers de Genève. De même, à Génissiat, un dépôt trop important au niveau du parement amont et des organes d’évacuation des crues pourrait compromettre la stabilité de l’ouvrage. Depuis 1945, le transfert des sédiments à l’aval des installations hydroélectriques genevoises est assuré par des vidanges-chasses complètes ou partielles, organisées tous les trois à quatre ans par les Services industriels de Genève (SIG), exploitants du barrage de Verbois. Ces opérations, menées en coordination avec la Société des forces motrices de Chancy-Pougny (SFMCP) et la Compagnie Nationale du Rhône (CNR), ont évolué pour réduire leur impact écologique. Les trois dernières campagnes (2016, 2021 et 2025), effectuées dans le cadre d’une autorisation décennale (2016-2026), ont permis de limiter les impacts environnementaux grâce à un ajustement du taux de MES, marquant une amélioration notable par rapport aux vidanges complètes pratiquées jusqu’en 2012. Un nouveau mode de gestion doit être proposé pour la prochaine décennie (post 2026).
Effets de la gestion sédimentaire du barrage du Chambon sur le comportement de déplacement de la truite (Salmo trutta) sur la Romanche (Isère, F).
POLBLANC Antoine, CATTANÉO Franck, BERTIER Christine, CAPRA Hervé
Suisse
Résumé : Pour maintenir l’efficacité de la chaîne de production de l’usine de St-Guillerme (Romanche) tout en assurant la sûreté des aménagements, une gestion de la quantité de sédiments fins stockés dans les retenues a été mise en place sur les ouvrages du Ferrand, du Chambon et du Clapier. Sur la période 2019-2022, plusieurs chasses (évènements de courte durée occasionnant une turbidité potentiellement élevée) par an et un curage (évènement long avec une turbidité modérée) ont été réalisés. Pendant trois ans, un suivi par radio-télémétrie de la mobilité de 97 truites fario (Salmo trutta) adultes à l’aval des barrages a permis d’évaluer les conséquences des évènements de gestion sédimentaire et des évènements hydrologiques naturels. Deux protocoles de radio-télémétrie ont été mis en œuvre. Un protocole dit « complet » (positionnement toutes les deux semaines) et un protocole « horaire » (positionnement de quelques individus toutes les heures sur une journée) permettent de relier les déplacements individuels observés avec les concentrations en Matières en Suspension (MES) et l’hydrologie. Les analyses préliminaires suggèrent une mobilité des truites modérée sur ce cours d’eau. Les MES, d’origine anthropique ou naturelle, semblent peu perturber la mobilité des truites quel que soit le pas de temps du positionnement radio. L’hydrologie naturelle, notamment les crues, semble cependant avoir des effets un plus importants sur la mobilité.
Impacts des éclusées sur les dynamiques des micro-habitats : implications pour les invertébrés aquatiques
BÄTZ Nico, FRIESE Nathalie, WEBER Christine
Suisse
Résumé : Les éclusées, caractérisées par des fluctuations abruptes du débit à l’échelle sub-journalière, perturbent les écosystèmes aquatiques en provoquant des changements rapides dans les conditions des habitats. Les invertébrés aquatiques sont particulièrement sensibles aux modifications de la dynamique et de la persistance des habitats. Ici, nous nous concentrons sur les perturbations opérant à l’échelle des micro-habitats (taille <1m). Nous avons d’abord identifié cinq impacts principaux des éclusées affectant les micro-habitats des invertébrés : i) l’augmentation des contraintes hydrauliques ; ii) la réduction du mouillage persistant ; iii) l’altération de la dynamique sédimentaire ; iv) la diminution de la rétention de matière organique ; et v) l’intensification des fluctuations de température. Pour démontrer que les impacts des éclusées varient à l’échelle des micro-habitats, nous avons testé, à l’aide d’un chenal expérimental portatif, comment les augmentations des contraintes hydrauliques influencent la dérive des invertébrés. Nos résultats montrent que les habitats à courant lent (< 0,5 m/s) présentent des taux de dérive plus élevés que ceux à courant rapide (> 0,5 m/s). Enfin, nous avons évalué le potentiel de mesures morphologiques ponctuelles, telles que les blocs/pierres empilés, le bois mort et la création d’anses, pour atténuer les impacts des éclusées. Ces résultats soulignent l’importance des processus à l’échelle des micro-habitats dans la modulation des impacts des éclusées. Ils mettent également en évidence la nécessité d’une approche de gestion des habitats à l’échelle des micro-habitats, permettant une prise en compte plus explicite de la distribution spatiale des caractéristiques et dynamiques de chaque habitat.
Démolition de petits barrages: et maintenant, que dois-je faire avec des sédiments? Leçons apprises
ROVIRA Albert, BARDINA Mònica, GARCIA Evelyn, BUENDIA Cristina, MUNNÉ Antoni
Espagne
Résumé : Quatre études de cas sont présentées pour illustrer la manière dont la gestion des sédiments a été planifiée dans la Démarcation Hydrographique de la Catalogne lors de la suppression de petits barrages. Le barrage de Bojons a été démoli en une seule phase. Avant sa démolition et à titre préventif, 15 % du volume total de sable accumulé dans le réservoir a été retiré. Malgré cela, une mobilisation massive de matériaux s’est produite avec un impact temporaire sur un tronçon de rivière de 600 m. Au barrage de Ritort, entre 60 % et 70 % du total des sédiments retenus par le barrage ont été éliminés mécaniquement par excavation. Il a été constaté par la suite que cette mesure préventive n’aurait pas été nécessaire en raison de l’absence d’impact sur l’écosystème fluvial. La démolition du barrage de Sant Salvador est réalisée en deux phases différentes, chacune impliquant l’élimination mécanique d’une partie des sédiments. Les sédiments ont été déplacés vers différentes sections du lit du fleuve où l’on s’attend à ce que le fleuve lui-même mobilise les sédiments lors des crues. Le barrage de Sentmenat est entièrement rempli. Compte tenu de son ampleur, la réponse de l’ensemble sédimentaire et du lit de la rivière à différents scénarios de démolition a été modélisée afin de sélectionner la meilleure alternative.
Évaluation de l’efficacité et de l’utilisation d’une passe à poissons unique en Belgique
GELDER Justine, OVIDIO Michaël
Belgique
Résumé : L’installation de passes à poissons est la méthode la plus courante pour rétablir la connectivité, et il est primordial d’évaluer l’utilisation et l’efficacité de ces dispositifs. Nous avons évalué l’efficacité de franchissement et l’utilisation d’une passe à poissons installée en 2021 en aval de la cascade de Coo en Belgique. Nous avons doublement marqué 38 individus (Tag RFID et émetteur radio) appartenant à trois espèces en amont et les avons relâchés en aval de la cascade. Au total, 5 antennes ont été disposées autour du site permettant des détections automatiques. Les résultats montrent une faible attractivité de la passe à poissons (taux d’attraction global < 25%) avec une efficacité totale de 7.9 % (efficacité ajustée 50-60%). Cependant, le monitoring de piège de capture réalisé durant trois années consécutives a montré que la passe était utilisée par une grande diversité d’espèces, avec 2 328 individus capturés appartenant à 19 espèces différentes, pour un total de 33.7 kg de biomasse. Les espèces dominantes en termes de biomasse et d’abondance sont des espèces rhéophiles. Les résultats ont également montré une utilisation continue de la passe à poissons tout au long de l’année pour certaines espèces et à des moments spécifiques pour d’autres. La combinaison de l’étude de l’utilisation ainsi que de l’efficacité de la passe à poissons permet de mettre en évidence la plus-value écologique de l’ouverture d’un axe migratoire ainsi que de mettre en évidence les faiblesses éventuelles en vue d’améliorer les conceptions futures.
Relier l’intensité du flux et la morphologie des rivières à la disponibilité de refuges
HISCHIER Chantal Mariette, BÄTZ Nico, WEBER Christine
Suisse
Résumé : Les rivières abritent une énorme biodiversité et comptent parmi les écosystèmes les plus menacés du monde. Beaucoup de rivières ont été rectifiées, ce qui a entraîné une réduction de la biodiversité et de l’hétérogénéité de l’habitat. Les refuges sont des habitats persistants ou temporaires qui atténuent les effets des perturbations sur les organismes. Malgré leur fonction importante pour la résilience des écosystèmes fluviaux, les refuges ont été peu étudiés et souvent négligés dans la gestion pratique. En comparant des tronçons quasi naturels, canalisés et restaurés de onze cours d’eau du nord de la Suisse, cette étude examine comment l’intensité du débit et la morphologie du cours d’eau influencent l’hétérogénéité de l’habitat et la disponibilité de refuges pour les organismes fluviaux. Les données d’observation recueillies seront combinées en une modélisation hydraulique pour simuler différentes intensités de débit. Les résultats fournissent des orientations fondées pour identifier, maintenir et restaurer les refuges, qui deviendront encore plus pertinents face au changement climatique.
Session D5 : Eaux souterraines et interaction avec les eaux de surface
Quantification de l’amélioration du débit de base due à la recharge gérée des aquifères
KUMAR Ranveer, GAUR Shishir, OHRI Anurag
Inde
Résumé : Les critères de conception des ouvrages de recharge des aquifères manquent souvent de paramétrage adéquat des augmentations des débit de base suite à la recharge en raison de l’absence de méthode de quantification. Dans cette étude, la quantification des échanges nappes – rivière a été étudiée à l’aide d’un modèle hydrogéologique numérique couplant eaux de surface et eaux souterraines. La réponse positive des débits de base des cours d’eau dues à l’injection périodique d’eau dans la nappe sur plusieurs zones d’un bassin versant a été analysée pour déterminer l’augmentation du débit de base à l’aide d’un nouvel indice appelé Baseflow Restoration Index (BFRI). Le BFRI représente le pourcentage d’augmentation du débit en lien avec le débit d’injection unitaire d’eau. Le volume d’augmentation du débit de base a été déterminé par le taux de retour d’injection (IRR), qui représente l’augmentation totale du débit du cours d’eau due à l’injection d’eau unitaire. Le BFRI a été dérivé du IRR. Les sensibilités du BFRI et de l’IRR aux paramètres de l’aquifère (transmissivité et stockage spécifique) ont été étudiées en détail. Ce travail a été mis en œuvre dans le bassin versant de la rivière Varuna en Inde. Les résultats montrent qu’une surface Importante du bassin versant de la Varuna présente de faibles valeurs de BFRI, ce qui indique une faible potentialité de nombreuses zones aux projets de restauration du cours d’eau.
Comment l’optimisation du lien eau-environnement-alimentation affecte-t-elle les échanges rivière-aquifère dans un bassin fluvial alpin ?
MISHRA SHREYANSH, BAJPAI Mayank, GAUR Shishir, OHRI Anurag, KACEM Mariem
Inde
L’interaction entre les rivières et les aquifères, connue sous le nom d’échanges rivière-aquifère (R-A), est vitale pour le maintien des systèmes d’eaux de surface et souterraines. Ces échanges régulent l’écoulement des cours d’eau, rechargent les aquifères et influencent la qualité de l’eau, mais sont de plus en plus sous pression en raison de la demande croissante en eau et du changement climatique. Cette étude examine les impacts de l’optimisation du lien eau-énergie-environnement (WEE) sur les échanges R-A dans le bassin inférieur de la rivière Ain, en France. Un cadre de simulation-optimisation intègre MODFLOW pour l’écoulement des eaux souterraines et MT3DMS pour la modélisation du transport des nitrates. À l’aide de l’optimisation multi-objectif par essaim de particules (MOPSO), les objectifs de maximisation de l’extraction des eaux souterraines, de minimisation des concentrations de nitrates et de réduction de la demande énergétique sont analysés parallèlement aux paramètres d’échange R-A. Les compromis entre les objectifs ont été visualisés via des fronts de Pareto et les préférences des parties prenantes ont éclairé la prise de décision via TOPSIS pondéré. Les résultats révèlent des interdépendances critiques, telles que les relations inverses entre le prélèvement d’eau et la remontée naturelle des eaux, et des risques accrus de nitrates dans les zones de descente des eaux. Cet ouvrage fournit des informations exploitables sur la gestion durable des bassins fluviaux alpins, en équilibrant les besoins humains et la préservation écologique tout en relevant les défis liés au lien WEE.