dmb marillet v2.2
DESCRIPTION
Etude débits réservésTRANSCRIPT
Angers - Technopole d’Angers - 1 avenue du Bois l’Abbé - 49070 Beaucouzé - Tél. : 02 41 22 01 01 - Fax : 02 41 48 04 14 - [email protected] Montpellier - Domaine de Cécélès - 1520 route de Cécélès - 34270 Saint Mathieu de Tréviers - Tél. : 04 67 52 92 38 - Fax : 04 67 52 93 23 - [email protected]
Rapport
d’é
tude
Etude des débits réservés des retenues : Vouraie, Marillet ,Rochereau et
Angle Guignard
SIAEP de l’Angle Guignard SIAEP Vallée du Marillet SIAEP de Rochereau
Juillet 2014
Débits réservés Vouraie, Marillet, Rochereau, Angle Guignard Étude no 8659 – Juillet 2014
2
Etude des débits réservés des retenues : Vouraie, Marillet ,Rochereau et
Angle Guignard
Juillet 2014
Version Date Nom des rédacteurs Nom du vérificateur
2 04/08/2014 J-B Hansmann M. Saget
D. Levet
SOMMAIRE
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
1
1 Evaluation des débits minimums biologiques 3
1.1 Principes de la méthode 3
1.2 Choix des stations 3
1.3 Contexte piscicole 3
1.4 Choix des espèces ciblées 5
1.5 En aval de la retenue du Marillet 6
1.5.1 Hydrologie naturelle reconstituée 6
1.5.2 Station de mesure Estimhab 7
1.5.3 Modélisation 10
1.5.4 DMB proposés 11
SOMMAIRE
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
2
Liste des tableaux
Tableau 1 : Densités moyennes et occurrence des poissons pêchés dans le Petit Lay à La Chapelle-au-Lys
(www.image.eaufrance.fr/) ............................................................................................................................... 4
Tableau 2 : Densités moyennes et occurrence des poissons pêchées dans le Loing à Chantonnay
(www.image.eaufrance.fr/) ............................................................................................................................... 5
Tableau 3 : Synthèse des DMB proposés dans le Marillet en aval du barrage ............................................................. 12
Liste des figures
Figure 3 : Débits moyens mensuels naturels reconstitués du Marillet (CACG) .............................................................. 6
EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
3
1 EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
1.1 Principes de la méthode
La méthode utilisée pour le calcul des débits minimum biologiques est celle dite des « micro-
habitats ». Le modèle utilisé ici est Estimhab, modèle statistique associant un modèle
hydraulique à un modèle biologique. La méthode est utilisable dans des tronçons de cours
d’eau à la morphologie au minimum relativement préservée.
Estimhab nécessite la réalisation de mesures de hauteurs d’eau, largeurs, taille du substrat à
deux débits différents (mesures hydrauliques à l’étiage et à un débit au moins deux fois
supérieur). Les mesures sont effectuées sur un minimum de 100 points répartis dans un
minimum de 15 transects. L’espacement inter-transects est régulier et lié à la largeur moyenne
plein bord. La largeur moyenne en eau sert de base au calcul de la distance inter-points dans
les transects.
Le traitement des données est fondé sur les moyennes des profondeurs, des largeurs et des
tailles de substrats mesurés aux deux débits, ainsi que sur les préférences d’habitats établies
pour un certain nombre d’espèces pisciaires. Les données sont saisies dans une application
permettant d’obtenir des courbes de « surfaces potentiellement utiles » (SPU / 100 m) aux
différentes phases de vie des poissons, pour les espèces (ou les guildes, c'est-à-dire des
groupes d’espèces) choisies, à différents débits.
D’une façon générale, il est recherché la gamme des débits dans laquelle chaque diminution
entraine une forte diminution des habitats favorables à l’espèce ciblée, en particulier lors de
certaines périodes cruciales (reproduction et premières semaines après l’éclosion
essentiellement). Néanmoins, des seuils de débits moins favorables peuvent être proposés,
dès lors qu’ils permettent de conserver des fonctionnalités correctes pendant les périodes
d’étiage estival, l’appréciation se faisant le cas échéant à partir des observations sur le terrain
et sur la base de l’hydrologie naturelle du cours d’eau. Les DMB doivent être définis sur la base
de cette modélisation mais également sur les éléments du contexte environnemental
(franchissabilité des radiers, présence de passes à poissons, accessibilité des zones de
reproduction…).
1.2 Choix des stations
Les stations ont été choisies à la suite d’une reconnaissance préalable des linéaires de cours
d’eau soumis à l’influence directe des barrages. Un découpage en tronçons homogènes a été
effectué. Chaque station de mesure a ainsi été placée dans un tronçon représentatif du
linéaire et présentant une sensibilité importante à la diminution de débit.
1.3 Contexte piscicole
Dans le cadre du Réseau d’Observation des Milieux (ROM), sept contextes piscicoles ont été
définis dans le bassin du Lay. Sur le secteur de l’étude, le brochet constitue l’espèce repère ;
les contextes cyprinicoles sont considérés comme perturbés. La fonction « reproduction » de
cette espèce est la plus menacée, car elle nécessite des périodes de submersion de zones
végétalisées.
EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
4
Aucune station de pêche du réseau de suivi n’est présente sur le secteur d’étude. Toutefois,
deux stations sont situées à proximité :
• dans le Petit Lay à Saint-Hilaire-le-Vouhis, environ 5 km en amont de la confluence
avec la Vouraie (code station ONEMA : 04850103).
• dans le Loing à Chantonnay, environ 1,3 km en amont de la confluence avec le tronçon
du Grand Lay sous influence du barrage de Rocherea u (code station ONEMA :
04850034).
Les données des pêches disponibles sont présentées ci-après.
Les données de pêches de la station située dans le Petit Lay à Saint-Hilaire-le-Vouhis sont
disponibles les années 2008 et 2010.
Tableau 1 : Densités moyennes et occurrence des poissons pêchés dans le Petit Lay à La
Chapelle-au-Lys (www.image.eaufrance.fr/)
Code
Onema de l
'espèce
Nom usuel de
l'espèce
Moyenne des densités en
nombre (ind/10 ares) /
2 pêches
Occurrence /
2 pêches
ANG Anguille 28 2
BRO Brochet 2 2
CHE Chevaine 10 2
GAR Gardon 215 2
GOU Goujon 14 2
LOF Loche franche 85 2
PER Perche commune 28 2
VAI Vairon 70 2
VAN Vandoise commune 4 2
ABL Ablette 1 1
BRB Brème bordelière 1 1
BRE Brème commune 2 1
CCO Carpe commune 1 1
OCL Ecrevisse américaine 1 1
TAC Truite arc-en-ciel 1 1
Ces données de pêches indiquent un peuplement pisciaire relativement diversifié avec
9 espèces présentes communes aux 2 pêches électriques (15 espèces au total). Les gardons,
loche franche et vairon ont les plus fortes densités. Les densités numériques de l’anguille et de
la perche commune sont assez élevées pour ce type d’espèce. Le brochet, espèce-repère, est
également présent. Le peuplement en place semble être relativement équilibré, avec des
espèces appartenant aux rivières de plaines (B7, suivant la biotypologie de Verneaux).
Quelques espèces de cours plus lentiques (brèmes, carpe) sont également présentes, mais en
moindre densité.
Les données de pêches de la station située dans le Loing à Chantonnay sont disponibles les
années 2007, 2009 et 2011.
EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
5
Tableau 2 : Densités moyennes et occurrence des poissons pêchées dans le Loing à
Chantonnay (www.image.eaufrance.fr/)
Code
Onema de l
'espèce
Nom usuel de
l'espèce
Moyenne des densités en
nombre (ind/10 ares) / 3
pêches
Occurrence / 3
pêches
BRO Brochet 1 3
CHA Chabot 2 3
GAR Gardon 141 3
GOU Goujon 95 3
LOF Loche franche 5 3
VAI Vairon 96 3
ANG Anguille 3 2
CHE Chevaine 10 2
LPP Lamproie de Planer < 1 2
OCL Ecrevisse américaine 1 2
PER Perche commune 4 2
ABH Able de Heckel 3 1
ABL Ablette 4 1
ROT Rotengle 2 1
VAN Vandoise commune 1 1
Prises individuellement, chaque pêche présente un peuplement peu diversifié. Toutefois, les 3
pêches confondues, 15 espèces différentes ont été identifiées. Les abondances sont
globalement peu élevées, quelles que soient les espèces présentes.
La lamproie de Planer, espèce protégée, n’a été capturée qu’une fois, en 2009, et en très faible
effectif. L’écrevisse américaine, classée « nuisible », a été capturée en 2009 et 2011.
Le peuplement semble relativement peu équilibré, avec des espèces trouvées plutôt en cours
d’eau de plaine (gardon et brochet notamment), côtoyant des espèces de cours d’eau plus
petits, situés dans les hauts-bassins (chabot, goujon, loche franche, vairon).
1.4 Choix des espèces ciblées
Au vu des données piscicoles disponibles et de la morphologie des tronçons de cours d’eau
influencés, le choix fait est de travailler à partir des guildes d’espèces. Ces guildes sont des
regroupements d’espèces de poissons partageant un même type d’habitat. Dans la
modélisation Estimhab, les 4 guildes définies sont les suivantes :
• Guilde « radier » : loche franche et chabot ;
• Guilde « chenal » : vandoise ;
• Guilde « mouille » : anguille, perche, gardon, chevaine de taille supérieure à 17 cm ;
• Guilde « berge » : goujon, chevaine de taille inférieure à 17 cm et vairon.
EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
6
1.5 En aval de la retenue du Marillet
1.5.1 Hydrologie naturelle reconstituée
L’hydrologie naturelle reconstituée du Marillet dans le tronçon court-circuité a été calculée et
fournie par la Compagnie d’Aménagement des Coteaux de Gascogne à partir de l’hydrologie de
l’Yon (données calculées sur une période 1983-2010). Le tableau et le graphique suivant
présentent ces débits.
Débits caractéristiques en m
3/s
(période de calcul : 1983-2010)
QMNA moy 0,013
QMNA 5 0,000
VCN3 5 0,000
VCN3 moy 0,001
VCN10 moy 0,002
Q50 0,287
Module 1,194
Figure 1 : Débits moyens mensuels naturels reconstitués du Marillet (CACG)
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
janv. févr. mars avr. mai juin juil. août sept. oct. nov. dec.
Déb
it (m
3/s
)
débit moyen mensuel (m3/s) Module QMNA 5 1/10 module
Le Marillet a un régime pluvial, avec des hautes eaux en hiver. L’écart entre les débits de
hautes eaux (de décembre à février) et les débits d’étiage (de juin à septembre) est
extrêmement marqué. Le QMNA 5 (0 L/s) est très largement inférieur au 1/10 du module (119
l/s), ce qui indique une extrême sévérité des étiages (assec possible). Ceci est confirmé par un
VCN3 de fréquence quinquennale égal à zéro.
EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
7
1.5.2 Station de mesure Estimhab
1.5.2.1 Choix de la station
Le linéaire du Marillet sous l’influence du barrage est d’environ 5,7 km, soit jusqu’à la
confluence avec le Lay à Mareuil-sur-Lay. Un affluent important est situé sur ce linéaire : la
Doulaye.
Le linéaire sous influence du barrage est divisé en 6 tronçons homogènes (voir carte ci-
dessous).
Les faciès lentiques sont majoritaires (tronçons 2, 3, 5 et 6). Deux tronçons (1 et 4) présentent
des alternances de faciès lentiques/lotiques intéressantes. Les berges sont globalement hautes
dans les tronçons 1 à 5 (aux alentours de 3 m), moins perchées dans le tronçon 6.
EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
8
Alternance des faciès tel qu’observé dans les tronçons 1 et 4 du Marillet
Faciès lentiques (tronçon 5 à gauche, tronçon 6 à droite) du Marillet
• Dans le tronçon 1, la granulométrie est variée mais plutôt grossière. Une bonne
connectivité latérale existe.
• Le tronçon 2, à écoulement dominant lent, présente quelques seuils naturels et une
granulométrie un peu plus fine que dans le tronçon 1. Cependant, des blocs sont
présents.
• Le tronçon 3 est assez homogène, avec des profondeurs supérieures à 50 cm. Des
nénuphars sont présents localement.
• Les faciès du tronçon 4 présentent une bonne diversité. Les plats lents assez profonds
sont cependant dominants. La granulométrie générale est assez fine (sables), avec
quelques blocs ; la granulométrie est plus grossière dans les zones d’accélération.
• Le tronçon 5 est semblable au tronçon 3.
EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
9
• Le tronçon 6 (le plus long) est constitué d’un plat profond (supérieur à 1 m), sans
écoulement. La largeur est de l’ordre de 15 m. La granulométrie est fine (sables et
vases). Des herbiers de nénuphars et des lentilles d’eau sont présents localement.
La station de mesure pour faire les mesures permettant l’application du modèle Estimhab est
choisie dans le tronçon 4, présentant les meilleures alternances de faciès. Elle est
représentative des secteurs les plus vulnérables à la diminution des débits et se situe en amont
de la confluence avec l’affluent la Doulaye.
1.5.2.2 Description de la station
La station est constituée, dans sa moitié amont, de faciès relativement lentiques et
moyennement profonds (plats lents). La moitié aval, en revanche, se caractérise par des
écoulements plus rapides (radiers, plats rapides). La granulométrie générale est assez
grossière, avec de nombreuses pierres grossières voire des blocs. Du sable et des substrats
limoneux sont également observés, en particulier dans les zones plus lentiques, vers les rives
ou entre les blocs.
Les berges sont assez pentues dans l’ensemble de la station, et le lit assez enfoncé. La ripisylve
est quasi-continue, mais rares sont les zones présentant un chevelu racinaire intéressant
comme abri pour les poissons. Quelques sous berges existent, mais sont relativement limitées.
Il y a peu d’embâcles pouvant également constituer des habitats supplémentaires.
Vues générales de la station du Marillet à 0,094 m3/s à gauche et à 0,52 m
3/s à droite
Le tableau suivant présente les données récoltées sur le terrain et entrant dans la simulation
Estimhab.
EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
10
Marillet Campagne 1 (Q1) Campagne 2 (Q2) Campagne 3 (Q2bis)
Dates d’intervention 17/10/2013 18/10/2013 07/01/2014
Débit mesuré (m3/s) 0,094 0,162 0,519
Largeur en eau moyenne (m) 5,71 6,35 6,43
Hauteur moyenne (m) 0,28 0,29 0,39
Taille moyenne du substrat (cm) 4
Le débit réservé en été est de 30 l/s. La première campagne de mesures (Q1) a été réalisée en
débit réservé. Toutefois, en raison d’un apport important en rive droite en aval immédiat de
l’ouvrage (rejet, surverse, affluent ?) au cours des campagnes 1 et 2, l’écart entre le débit Q1
et le débit Q2 n’a pas été suffisant pour disposer d’une modélisation robuste (Q2 doit être au
moins égal à 2 fois Q1). Une troisième campagne de mesures a été effectuée lors d’une petite
crue à un débit d’environ 5 fois Q1.
Les résultats de la modélisation s’appuient sur les mesures effectuées lors des campagnes 1 et
3.
1.5.3 Modélisation
Les résultats de la modélisation sont les suivants :
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
SP
U (
m²)
pou
r 10
0 m
de
cour
s d'
eau
Débit (m3/s)
rive
mouille
radier
Module
1/10 module
QMNA5
Point d'inflexion
EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
11
Les valeurs de SPU de la guilde chenal n’ont pas été calculées car les habitats de ce groupe de
poissons sont peu représentés dans la station d’étude. Notons que bien qu’ils soient
majoritairement présents dans le secteur aval du Marillet, les habitats du chenal sont peu
impactés par la diminution du débit, en raison de la présence de plusieurs ouvrages ou seuils
dans ce secteur aval.
Les SPU des guildes « radier » et « mouille » présentent une variation assez semblable : une
SPU constante aux débits supérieurs à 50 l/s, une diminution de la SPU en dessous de celui-ci.
Les valeurs de SPU pour ces deux guildes sont relativement faibles, même à fort débit.
La guilde « rive » présente de bonnes valeurs de SPU. Une nette chute est observée en dessous
d’un débit de 0,05 m3/s.
Il faut noter que, excepté le QMNA moyen, les débits caractéristiques d’étiage (QMNA5, VCN3,
VCN10) n’ont pas pu être modélisés en raison de leur faible valeur (la gamme de validité
d’Estimhab se situe entre 1/10 du Q1, soit 10 L/s et 5 fois Q3).
1.5.4 DMB proposés
Le tableau ci-dessous présente les valeurs de SPU des 3 guildes de poissons en fonction des
différents débits caractéristiques du Marillet en aval du barrage.
Guilde mouille Guilde rive Guilde radier
Gamme de débits Débit en m3/s
Valeur réelle SPU
(m²)/100m
% de la SPU
max /100m
Valeur réelle
SPU
(m²)/100m
% de la SPU
max /100m
Valeur réelle
SPU
(m²)/100m
% de la SPU max
/100m
Module 1,194 156 98% 331 87% 135 98%
1/10 module 0,119 151 95% 373 99% 120 87%
Débit minimal
modélisable 0,010 129 81% 325 86% 84 61%
Point d'inflexion 0,050 144 90% 359 95% 107 77%
100% SPU guilde
mouille 0,570 159 100% 367 97% 137 100%
100% SPU guilde
rive 0,240 156 98% 378 100% 129 94%
100% SPU guilde
radier 0,720 159 100% 359 95% 138 100%
1/40 module 0,030 139 87% 349 92% 99 72%
1/20 module 0,060 145 91% 362 96% 109 79%
Q moy Aout 0,028 139 87% 347 92% 98 71%
160 l/s 0,160 154 96% 376 100% 124 90%
• Au module (1,194 m3/s), les valeurs de SPU des guildes « mouille », « rive » et
« radier » sont bonnes à très bonnes comparativement aux SPU maximales de
chacune ;
• En dessous du débit correspondant au point d’inflexion (0,05 m3/s), les valeurs de SPU
chutent nettement pour toutes les guildes, les valeurs de SPU (par rapport aux SPU
max) restent toutefois correctes même à faible débit.
EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES
Etude relative à la détermination
des débits réservés sur le complexe
hydraulique de Mervent
SEPTEMBRE 2014
12
• La guilde « radier » est celle qui est la plus impactée lors d’une baisse de débit. En
effet, entre le maximum (159 m², à un débit de 0,720 m3/s) et les valeurs au point
d’inflexion (144 m²), la baisse est de 23 %, et de 28 % entre le maximum et la valeur au
1/40 du module (0,030 m3/s, débit réservé actuel).
Ce débit (50 l/s, inférieur au 1/20 du module) est proposé comme DMB d’été (juin à
septembre) car les valeurs de SPU restent correctes pour toutes les guildes. En revanche, elles
diminuent significativement en dessous. Le gain de SPU par rapport à la situation actuelle
(débit réservé de 30 l/s) est de 4 à 8% (selon les guildes). Toutefois, à ce débit, la continuité
piscicole n’est pas assurée car certains radiers ne sont pas franchissables. D’après les
observations faites lors des différentes campagnes et l’hydrologie naturelle reconstituée, la
rivière du Marillet se caractérise par des discontinuités naturelles (radiers non franchissables :
en amont de la station, à la station, à Mareuil…) tous les étés. Cet élément n’est donc pas pris
en compte pour établir le DMB d’été.
Néanmoins, pour être cohérent avec le régime hydrologique naturel du Marillet (le débit
moyen mensuel naturel du mois d’août est de 28 l/s, soit nettement inférieur à 50 l/s), mais
afin de garantir une valeur de SPU minimale acceptable pour la guilde « radier » (guilde la plus
sensible à la baisse de débit sur cette rivière), le DMB proposé au mois d’août est de 28 l/s.
Ces DMB, d’une valeur de débit faible, sont cohérents avec l’hydrologie naturelle du Marillet
en période estivale. Cependant, le DMB du reste de l’année est nettement supérieur. Afin de
garantir la franchissabilité de tous les radiers, l’accessibilité des sous berges et une SPU de
toutes les guildes au moins égale à 90% de la SPU max, le DMB d’octobre à mai serait égal à
150 – 160 l/s.
Tableau 3 : Synthèse des DMB proposés dans le Marillet en aval du barrage
Juin, juillet et septembre Août Octobre à mai
50 l/s 28 l/s 150 – 160 l/s