Les impacts physico-chimiques des

barrages sur les cours d’eau

Illustrés par les exemples du plus grand barrage de Chine et du barrage du Petit Saut en Guyane

Conséquences des barrages sur les poissons migrateurs

• Élimination du recrutement :

- impossibilité pour les poissons de rejoindre les zones de frayères ou de grossissement

- mortalité élevée due au passage dans les turbines

Interruption du cycle biologique

Les barrages affectent les cours d’eau dans tous les domaines :

• Perturbation de la physionomie et des systèmes écologiques

• Absence des limons riches en phosphate en aval

• Régression du delta de la rivière car réduction des apports sédimentaires

Barrage des Trois Gorges sur le fleuve Yangtsé

• 2 Kms de large, 185 m de haut, création d’autant d’électricité que dans 18 centrales nucléaires !!

• MAIS 100 villes déplacées, 1 300 sites importants qui vont disparaître

Barrage du Petit Saut en Guyane

Barrage du Petit Saut en Guyane

Le réservoir du barrage du Petit Saut

Le réservoir du barrage du Petit Saut

Formation en 3 étapes du réservoir• 1 : très dynamique

- Remplissage et dégradation des végétaux conduisant à :

– Une baisse de [O2]– Une augmentation de la quantité d’aliments– Une augmentation de la production piscicole

(espèces opportunistes)

• 2 : stabilisation physique

- Augmentation [O2] , transparence et phytoplancton

- Diminution production piscicole

- Apparition d’espèces omnivores et d’un milieu lacustre

Formation en 3 étapes du réservoir(suite)

• 3 : stabilisation écologique

- développement d’espèces spécialisées en compétition avec les espèces omnivores

De nombreux hectares de forêt engloutis

Pollution du milieu par des arbres putrescibles

Pollution au carbone

• Pourrissement des arbres : – D’où production de CH4 et autres gaz à effet de

serre

– 21 tonnes de CO2 libérées par année et par personne!!

Augmentation de la contamination par le Hg

• Érosion des sols lors de l’extraction clandestine d’or

• Rejet de Hg(II) dans les rivières et accumulation dans le réservoir = pollution de l’eau

• Bactéries : Hg(II)=MMHg (MonoMéthylMercure) • Ingestion par les poissons• Contamination des populations

amérindiennes logeant près des fleuves

Petit barrage de montagne

Le programme « Petits barrages » de l’IRD (Tunisie, Maroc, Syrie)

• Retenue d’eau de surface créée par une digue en pierre , terre ou béton

• A quelles fins?• Couvrir les besoins en eau des petites communautés en milieu rural :

- Eau pour le bétail- Irrigation- Eau à usage domestique- Activité halieutique (source de protéines)

Pas de nuisances particulières

Aménagement de l’environnement

Objectifs : la diversité des habitats

Moyens : • surveillance + entretien du milieu naturel

• préservation/aménagement de zones de courants

• aménagement de l’environnement

• inventaire des sources de pollution

calmes

• libre circulation de la matière dissoute + organismes

préserver reconstituer créer

•

Exemples d ’aménagements

Pour les zones calmes :

• installation de frayères et de nurseries

• création de seuils

• nécessité d’une connaissance biologique des périodes et durées de reproduction des poissons

• moyen mécanique : faucardage

Contrôler la végétation aquatique :

• moyen biologique : poissons herbivores

• plantation d’arbres sur les berges des rivières

Le barrage de Petit Saut en Guyane

Cordon oxygénant

Taux 02 < limite

Limite admissible

taux de O2 > 2mg / l

Double chute 2 x 2,4 m

• Dégazage CH4 + H2S

• Absorption de l’O2

de l’air

Tx O2= 7mg / l

• Dispositif de diffusion de « micro-bulles » d’air dans l’eau

• Seuil oxygénant métallique (Avril 1995)

Dispositif d ’oxygénation des eaux

Programme de suivi écologique

Programme en deux volets :

1) étude chimique ( évolution du mercure) + biologique+ ichtyologique

étude des échanges gazeux avec l’atmosphère

suivi de la végétation aquatique et des biomasses algales

2) programme de protection de la faune

• sauvetage et suivi des animaux

• étude des modifications écologiques et comportementales de la faune terrestre

Conclusion

MAIS

Quelles conséquences écologiques à long terme ?

• diminution de la biodiversité

• modification du climat régional

• émission des gaz à effet de serre

En aval de la retenue

Investissement unique en France : 5% du budget total

zones d’inondations crées lors des saisons des pluies

nurseries pour les jeunes poissons

aucune action réalisée pour recréer ces habitats

Le barrage de Seujet

Construction d’un barrage à Seujet

Effets sur les milieux naturels en aval du barrage

Mise en place de mesures compensatoires le long du fleuve en aval

La terrasse de Sous-Cayla

Modifications du règlement d’exploitation inondations plus fréquentes

dépérissement de la végétation actuelle

érosion de la berge

(1) le niveau du terrain de la zone centrale rehaussé

(2) un chenal créé favorable au grossissement des alevins

(3) une frayère construite un peu en amont dans le Rhône

Frayère de 400 m2

Constituée de substrats divers permettant une éclosion optimale des œufs

Dotée d'un système de tuyauteries pour la réoxygénation et l'entretien des substrats (graviers)

La frayère

But de l’éperon rocheux : pousser les alevins dans cette zone de protection et de faible courant

abri et nourriture pour leur croissance en milieu naturel

Zone de protection et de grossissement des alevins

Aménagement de Chèvres et Planfonds

• Création de milieux refuges pour la faune (poissons, oiseaux, castors) sous la forme d’une lagune riveraine

• Maintien et dynamisation des formations végétales sur les hauts-fonds (roselières et saulaies) stabilisation des rives

• Amélioration de la végétation

Aménagement pour la zone de Sous-Cayla

• un terrain d’entente entre les différents intérêts en présence (promeneurs, pêcheurs, organismes de protection de la nature)

• respect des contraintes légales et techniques

Conclusion

Les passes à poissons

Les migrateurs holobiotiques

Les migrateurs holobiotiques : cycle biologique soit en milieu marin, soit en eau douce.

Truite arc en ciel

Potamotoques : reproduction en eau douce et grossissement en mer.

Thalassotoques : phénomène inverse

Alose

Les migrateurs amphibiotiques

Anguille

Caractéristiques de 5 poissons migrateurs

  Salmo salarsaumon

Salmo truttatruite de mer

Alosa alosaAlose

Lampetra fluviatilis Lamproies

Acipenser sturioEsturgeon

zone de reproduction

supérieure et moyenne

supérieure et moyenne

moyenne et inférieure

supérieure et moyenne

moyenne et inférieure

habitat de reproduction

graviers graviers galets (oeufs pélagiques)

graviers fosses profondes

Date Nov.-janv. Nov.-Janv. Mai-juillet Octobre-Juin (t°c>15)

Avril-Juin

Durée incubation 3 mois 3 mois 7 jours à 18°C 10 à 13 jours 3 jours à 19°C

Durée en eau douce 1 à 2 ans 1 à 2 ans 3 à 6 mois. 4 à 5 ans 6 mois

Dévalaison Mars-Juin Mars-Juin Eté-Automne Oct.-Avril hiver

Durée en mer 1 à 3 ans 1 à 2 ans 3 à 5 ans 17 à 29 mois >60 ans

Age de 1ère maturation

3 ans 3 ans mâle 3 ans femelle 4 ans

6 à 7 ans 10 ans

Période de migration reproductrice

Variable avec plusieurs montées

Juin-juillet et automne

Mars à Juillet Octob. à Avril mars à juin

fraies multiples Rares<10% Très fréquent

rare Non oui

Caractéristiques de nage

Vitesse de nage : v=kf

f : nombre d’ondulations du corps par seconde

Distance maximale franchissable : d=(v-U)t

U : vitesse du courant

Capacité de saut : h = (vo*sin(a))/(2g)

Remarque :

Variation de température

Variation des paramètres de nage du poisson

Cas de l’Alose (300kM)

•Taille : 30 à 70 cm

•Nourriture : invertébrés, petits poissons.

•Reproduction : en eau douce, profondeur de 1 à 1.5m, vitesse de l’eau faible.

•Incubation : température de 19°, zone moins profonde (40 à 50 cm), vitesse de l’eau plus forte ( 2m/s).

Gironde/Garonne/Dordogne : ABONDANT

Loire, Rhône : RARE

Seine, Rhin : DISPARITION

Aménagements sur le Rhône

Problème : nombreux ouvrages hydroélectriques empêchant remontée des migrateurs.

Création d’un Plan Migrateurs Rhône-Mediterranée par la CNR.

But : rétablir circulation des aloses + protection des frayères

restauration population d’anguille jusqu’à Lyon

Suivi du fonctionnement des passes a poisson

•Échosondages : distinguer l’alose des autres poissons?

•Comptages visuels : difficulté de la mise en œuvre pendant une longue période

•Suivi des captures

•Nouvelles frayères créées.

Exemple de l’usine-écluse de Vallabrègues

Remontée des aloses effective lorsque :

T°eau de 14 à 19°, Q de 1000 à 1800m3/s

Existence d’une frayère en amont?

Frayère en aval?

Ouvrage inutile!

Non Oui

Étude biologique

Ouvrage utile

OuiNon

Comparaison Frayère

amont/aval

Suivi de l’efficacité.

Estimation du pourcentage de survie

Les passes à poissons:les dispositifs

Bassins Successifs

• But: diviser la hauteur à franchir en plusieurs petites chutes,

• Déversoirs et/ou orifices,

• Zones de repos,

• Pentes faibles (10 à 15%).

IDEAL POUR LES ESPECES DE PETITE TAILLE

Échelle à Ralentisseurs

But: Réduire la vitesse moyenne de l'écoulement

• Déflecteurs créant des courants hélicoïdaux,•PPentes assez importantes (~ 20%),•VVitesse et aération importantes

IDEAL POUR LES ESPECES DE GRANDE TAILLE ( > 30 cm)

Écluse à Poisson-Ascenseur

But: franchissement de barrages dont la hauteur interdit tout autre système.

• attraction des poissons dans une cuve,• Système de télésurveillance (comptage)•SSystème d'ascenseur.

Pb: système coûteux et sophistiqué.

Causes de Mauvais Fonctionnement

Manque d’attractivité

Mauvais niveau d’eau

Mauvais dimensionnement

Colmatage de l’ouvrage

LE REPEUPLEMENT

Intérêts, problèmes, conseils…

Repeupler pour… créer une exploitation

Aménagement des masses d’eau saisonnière.

ex: les rizières

Repeupler pour …préserver une exploitation

Manque de reproducteurs

Repeupler pour …implanter des populations

Cas des ecosystèmes isolés

Repeupler pour …la lutte biologique

planorbe

moustique

Carpe chinoise

Risque du repeuplement

Disparition d’une espèce autochtone

ex: le Fibata remplace le Marakely

Introduction de maladies ou parasites

ex: la Caulerpa Taxifolia

Risque du repeuplement

Modification du comportement: ex: le nanisme de la perche soleil

Risque du repeuplement

Capturabilité de l’espèce introduite

ex: l’Heterotis niloticus à Madagascar

Recommandations

• Cohérence espèce introduite / environnement

Quelques conseils…

• Caractéristiques biologiques et physiologiques stables

• État sanitaire (bactérie, parasite) parfait

• Espèce introduite facilement capturable

Choix du type de repeuplement

• Origine:• Sauvage

• pisciculture

• Stade:

•Œufs

•Larves

•adultes

• Déversement