Recherche bibliographique sur la capacité de nage du brochet

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Les types d’aménagements réalisés

Afin d’améliorer la continuité écologique de la Clouère, l’action principale du Contrat Territorial des Milieux Aquatiques 2012-2017 vise à réduire l’impact des ouvrages transversaux (Clapets, vannes, passages à gué et moulins) sur la continuité écologique et sédimentaire. Dans cette optique, deux types d’aménagements sont envisagés :
– L’abaissement de l’ouvrage compensé par la création de radiers en aval. Ce type d’action permet de maintenir le niveau d’eau à la même hauteur afin de ne pas perturber les usages s’étant développés autour de l’ouvrage. La chute d’eau de l’ouvrage se voit ainsi répartie sur un linéaire plus grand. Le nombre de radiers créés dépendant de l’importance de la chute d’eau initialement présente. Chacun de ces micro-seuils étant inférieur à 20 cm de hauteur, ils ne constituent pas un obstacle pour la continuité piscicole (Baran, 2007). De plus, ce type d’aménagement ne présente pas de chute puisque la dénivellation est répartie le long du radier (Figure 4). Les écoulements peuvent être dirigés vers un passage préférentiel central, ou bien séparés par un atterrissement central comme sur la figure suivante.

Impact des ouvrages transversaux sur le milieu naturel

Sur le bassin versant de la Clouère, les ouvrages transversaux se présentent sous la forme de clapets basculant, de vannes de décharge ou de passages à gué. Dans les cas des clapets et des vannes, le but est de réguler les écoulements dans le bras principal de la Clouère et dans les bras secondaires ainsi que les biefs ; ces derniers alimentant des moulins pour la plupart des cas. Les passages à gué contribuent à maintenir un niveau d’eau donné dans la partie amont, tout en permettant la traversée facile du cours d’eau.
Dans chacun des cas de figure, ces ouvrages ont des impacts sur l’hydromorphologie et l’état écologique des cours d’eau. Sept principaux impacts des ouvrages transversaux contribuant à la modification des cours d’eau peuvent être identifiés (Chocat, 2014).
Deux effets principaux peuvent être identifiés :
– Un effet global de ‘’retenue’’ induit par l’obstacle : Modification de la fonctionnalité des habitats aquatiques.
– Un effet plus spécifique de ‘’barrière’’ : Obstacle à la libre circulation des espèces aquatiques.
Cinq effets secondaires sont également répertoriés :
– Modification du régime hydraulique : la fréquence, la durée ainsi que l’importance des crues et des périodes d’étiages sont modifiées par les ouvrages. La manipulation de ces derniers peut également impacter les écoulements sur le court terme, d’autant que le bassin versant possède un temps de réponse rapide.
– Modification des processus d’érosion : dans la partie amont, l’obstacle créé un point dur et diminue l’érosion latérale. En aval, les débits étant régulés, le phénomène d’érosion est également perturbé.
– Modification du transport solide : Les différentes particules sont piégées en amont de la retenue où la sédimentation est favorisée. Les eaux sont alors moins chargées de particules dans la partie avale, ce qui favorise l’érosion du lit mineur alors qu’un phénomène de comblement est observé en amont de l’obstacle.
– Perturbation des conditions écologiques en amont de l’ouvrage : Dans cette zone, le niveau de la lame d’eau augmente et les écoulements sont ralentis. Un phénomène de colmatage est observé. Cela contribue à une modification  importante  de  l’écologie  du  cours  d’eau (habitat, faune, flore).
– Effet ‘’verrou’’ de la circulation piscicole : que ce soit à la montaison ou à la dévalaison, les ouvrages transversaux sont considérés comme obstacles au franchissement des espèces dès lors que leur chute d’eau atteint une hauteur de 20 centimètres.
Depuis la loi pêche 1984 et la loi sur le régime des échelles à poissons de 1865 (article1), la règlementation se focalise sur l’impact des ouvrages sur la continuité piscicole. Particulièrement sur l’effet verrou que ces ouvrages constituent pour la migration de certaines espèces. Leur franchissement est alors priorisé au détriment de la gestion de l’effet ‘’retenue’’ dont les impacts sont plus conséquents pour l’état du cours d’eau. En effet, l’état écologique est très fortement modifié par rapport à celui de référence en présence d’un ouvrage transversal (Secrétariat technique du Bassin Loire-Bretagne, 2017).

Le brochet comme espèce cible

Le bilan du CTMA du val de Clouère 2012-2017 visait, en partie, à évaluer le franchissement des aménagements réalisés. Cela dans le but de porter un regard critique sur les actions du syndicat concernant la réelle amélioration de la continuité piscicole apportée par les travaux.
La Clouère est un cours d’eau de deuxième catégorie piscicole. Cela signifie que le peuplement piscicole de ce cours d’eau est principalement constitué de cyprinidés (Eau France, 2005). La Clouère est classée en liste 1 et 2. Le classement en liste 1 induit l’interdiction de créer de nouveaux ouvrages (principe de non dégradation). Il est toutefois possible de renouveler des concessions et des autorisations relatives aux ouvrages. Des actions peuvent être réalisées pour améliorer la continuité (Arrêté du 10 Juillet 2012). Aucune limite de temps n’est indiquée. Le classement en liste 2 implique l’obligation de rendre les ouvrages transparents dans un délai de 5 ans (Arrêté du 10 Juillet 2012). Dans le cas où un projet est porté à connaissance de la DDT, un délai de 5 années supplémentaires peut être accordé. Ces arrêtés sont au titre de l’article L.214-17 du Code de l’Environnement.
L’état écologique de la Clouère est considéré comme moyen d’après les mesures effectuées en 2015. La zonation est de zone à Ombres à zone à Brèmes (Fédération de pêche de la Vienne, 2017). Le Plan Départemental pour la Protection du milieu aquatique et la Gestion des ressources piscicoles (PDPG), réalisé en 2017, a mis en évidence, sur la Clouère, des espèces patrimoniales telles que le brochet, la truite fario, la vandoise, la bouvière et la loche franche (Annexe 1). De plus, les prélèvements par pêche électrique ont montré que le brochet était l’espèce cible la plus présente, à la vue de sa densité par hectare ((Fédération de pêche de la Vienne, 2017). La fédération de pêche de la Vienne indique alors le brochet comme espèce repère sur la Clouère. De surcroit, bien que des espèces cibles telles que le chabot ou la truite fario soient présentes sur les affluents de la Clouère, le choix de ces dernières comme espèce indicatrice du franchissement des aménagements ne semble pas pertinent. Tout d’abord, pour le cas de la truite fario, aucune reproduction naturelle n’est observée sur le cours principal de la Clouère. Le peuplement est renouvelé uniquement par des lâchés d’individus issus de pisciculture. Pour ce qui est du chabot, sa distance de migration n’étant que de l’ordre de quelques centaines de mètres : 400m (Burgun & Ovidio, 2014) cette espèce semble être en capacité de trouver des zones de frayère sans que ses déplacements ne soient impactés par la présence d’obstacles, pourvu que sa zone de reproduction soit présente entre les obstacles. La Clouère, lit principal et bras secondaires réunis, a un linéaire de 99,581 km. Sur ce linéaire, 101 obstacles ont été recensés en 2012 (ROE, 2012) et toutes hauteurs de chute confondues. Ainsi, la distance moyenne entre chaque ouvrage était de 986m en 2012.
En revanche, une étude réalisée en 2000-2001 à l’université de Liège a mis en évidence le fait que le brochet pouvait effectuer des migrations de 1,05 à 15,8km en avalaison pour rejoindre les zones de frayère, puis des déplacements en dévalaison compris entre 1,05 et 24,1km. Le brochet est une espèce dont la distance parcourue lors de la migration est, en moyenne, de l’ordre de la dizaine de kilomètres (11,8km de moyenne dans l’étude de 2000-2001) (Philippart et al., 2000-2001). Ainsi, le brochet est fortement susceptible de rencontrer des aménagements réalisés par le syndicat lors de ses phases de migration. Le franchissement de ces ouvrages doit alors être possible pour cette espèce cible. Le brochet étant l’espèce cible majoritaire dans le peuplement piscicole de la Clouère et à la vue des distances qu’il est susceptible de devoir parcourir lors de migrations, cette espèce sera prise comme indicatrice du franchissement des aménagements. Sera alors prise en compte la vitesse de nage afin d’évaluer, pour chaque radier, le franchissement potentiel de l’obstacle.

Recherche bibliographique sur la capacité de nage du brochet

Le paramètre permettant d’évaluer le fait qu’un obstacle soit franchissable est la capacité de nage de l’espèce en question. En effet, la vitesse de nage pouvant être atteinte par l’espèce étudiée doit être supérieure à celle présente dans les écoulements. De plus, la lame d’eau doit être assez importante pour permettre à l’individu d’évoluer convenablement.
Ainsi, des recherches bibliographiques ont été effectuées afin de mettre en évidence la vitesse de pointe pouvant être atteinte par le brochet, ainsi que la hauteur de lame d’eau idéale permettant la nage correcte des individus de cette espèce.
Le brochet entreprend des déplacements de migration lors de sa période de reproduction, des données sur cette période de fraie seront également recherchées. De plus, des informations concernant l’âge auquel a lieu la première reproduction ainsi que la taille minimale d’un individu à cet âge donné seront nécessaires dans le but de connaitre les mensurations et les vitesses de nage de pointe d’individus pour lesquels le passage des obstacles sera le plus difficile. Les individus de tailles les moins importantes étant considérés comme les plus sensibles aux impacts des ouvrages.
Ce recueil de données s’est principalement fait par le biais de recherches sur des moteurs de recherches scientifiques tels que googlscholar, Science direct et Wiley Online Library. Ces recherches ont également été complétées par des documents transmis par les différents acteurs territoriaux du département de la Vienne : Fédération de pêche de la Vienne, Agence de l’eau Loire Bretagne (délégation Poitou Limousin).

Mesures des hauteurs de lame d’eau sur les aménagements

Afin de pouvoir franchir un obstacle, il ne suffit pas au brochet de nager à des vitesses supérieures à celles présentes dans les écoulements. En effet, si la hauteur de la lame d’eau ne permet pas à l’individu d’utiliser ses pleines capacités de nage, le passage sera alors rendu difficile, voire impossible. Il est alors nécessaire que le tirant d’eau permette la propulsion par ondulation du corps du poisson, ainsi que des mouvements de sa nageoire caudale. La hauteur minimale de la lame d’eau nécessaire est alors spécifique à chaque espèce.
Sur chaque radier aménagé la hauteur de la lame d’eau a été mesurée afin de pouvoir évaluer leur possibilité de franchissement par les populations de brochet.
Dans ce but, les mesures ont été effectuées sur les écoulements préférentiels le long des micro-seuils créés. En moyenne, trois mesures ont été effectuées pour chaque écoulement : Une dans la partie amont, une dans la partie médiane et une dans la partie avale (Figure 7Erreur ! Source du renvoi introuvable.). Les hauteurs de lame d’eau ont été mesurées à l’aide d’une mire de chantier télescopique de 5m de long, précise au centimètre près. Les mesures ont été effectuées dans la veine d’eau principale. Certaines supplémentaires ont été réalisées lorsque la hauteur de la lame d’eau paraissait faible, donc bloquante pour la remonté des espèces. Lorsque la largeur amont-aval des radiers l’exigeait, des mesures étaient effectuées dans la partie moyenne des zones séparant les habituels points de mesure (Figure 8). La prospection des aménagements s’est faite d’amont en aval et celle des écoulements de la rive gauche vers la rive droite. Dans cette étude, pour chaque écoulement, sera retenue la hauteur d’eau la plus faible de chaque écoulement pour évaluer le franchissement. L’objectif étant de retenir la situation la plus limitante pour le passage de l’espèce cible.

Mesures des vitesses d’écoulement sur les aménagements

Comme pour les hauteurs de lame d’eau, les vitesses d’écoulement ont été mesurées le long de chaque radier au niveau des écoulements préférentiels. Ces mesures ont été effectuées à l’aide d’un courantomètre indiquant directement la vitesse d’écoulement en mètre par seconde. A chaque point de mesure, une lecture a été effectuée au niveau du lit, puis une lecture a été réalisée tous les 10cm en remontant la lame d’eau jusqu’à la surface. De manière générale, deux à trois lectures étaient nécessaires pour chaque point de mesure. Une moyenne des vitesses mesurées a ensuite été calculée pour chaque point. Les écoulements étant de faible largeur, de l’ordre de quelques centimètres, les mesures ont uniquement été réalisées dans la partie centrale de l’écoulement. Dans le cas d’une lame d’eau dont la hauteur était proche mais toutefois supérieure à 10cm, une mesure au niveau du fond ainsi qu’une en surface était effectuée. Comme pour les hauteurs de lame d’eau, sera retenue pour l’évaluation du franchissement de l’obstacle, la vitesse moyenne la plus limitante, donc la plus élevée. Comme pour les mesures des hauteurs de lame d’eau, la prospection des aménagements a été effectuée d’amont en aval et la prospection des écoulements, de la rive gauche à la rive droite. Dans cette étude, ne seront présentées que les vitesses les plus importantes pour chaque écoulement des dispositifs aménagés.

Distances franchissables par le brochet

La vitesse des écoulements ainsi que la hauteur de la lame d’eau permettent de déterminer la possibilité de nage correcte de l’individu. Cependant, l’effort demandé ne peut être soutenu indéfiniment. La longueur de l’aménagement doit alors être franchissable par le poisson durant le lapse de temps que ce dernier peut maintenir son effort de nage de pointe : le temps d’endurance. Afin de mesurer le linéaire à franchir, sur chaque micro-seuil, des mesures ont été faites à l’aide d’un décamètre pour déterminer la distance amont-aval.
La distance, D, pouvant être parcourue par un individu se déplaçant à la vitesse V dans un écoulement ayant une vitesse U dépend de l’endurance de l’individu, T, donnée par l’expression suivante (Larinier, 1992) : ?=(?−?)∗?.
L’endurance du brochet donnée dans la bibliographie pour des déplacements s’effectuant à des vitesses voisines de la vitesse de pointe est de 10 à 20 secondes (Larinier, 1992 ; Baudoin et al., 2014). Pour chaque micro-seuils, sera pris en compte la vitesse d’écoulement la plus importante dans le calcul de la distance théoriquement franchissable par un individu durant dix secondes d’effort.

Table des matières

Résumé
Abstract
Introduction
I.1. Le réseau hydrographique
I.2. Contexte hydrologique
I.3. Les types d’aménagements réalisés
II. Evaluation de la continuité écologique des aménagements réalisés
II.1 Impact des ouvrages transversaux sur le milieu naturel
II.2 Le brochet comme espèce cible
II.3. Matériels et méthodes
II.3.1 Recherche bibliographique sur la capacité de nage du brochet
II.3.2. Mesures des hauteurs de lame d’eau sur les aménagements
II.3.3 Mesures des vitesses d’écoulement sur les aménagements
III.3.4 Distances franchissables par le brochet
II.3.4 Indicateurs de la continuité écologique
II.4 Résultats
II.4.1. Capacité de nage du brochet
II.4.2 Tirant d’eau nécessaire
II.4.3 Vitesses d’écoulements sur les aménagements
II.4.4 Linéaires amont-aval des micro-seuils
II.4.5 Taux d’étagement
II.4.6 Taux de fractionnement
II.5 Interprétation des résultats
II.5.1 Hauteur de lame d’eau sur les aménagements
II.5.2 Vitesses d’écoulement sur les aménagements
II.5.3 Linéaire amont-aval des micro-seuils
II.5.4 Indicateurs de la continuité écologiques
II.6 Discussion
II.6.1 Franchissabilité des aménagements
II.6.2 Taux d’étagement et taux de fractionnement
II.6.3 Limites des aménagements réalisés par le syndicat
Conclusion
Bibliographie

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