Renaturation et revitalisation

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La Thur, libre (cantons de Thurgovie et de Zurich)

Définitions

En sciences, on fait une distinction entre les deux notions de « renaturation » et « revitalisation ». La renaturation est la remise d’un cours d’eau dans son état d’origine, non endigué. On parle de revitalisation lorsque des aspects particuliers du cours d’eau deviennent plus naturels. L’OFEV¹ comprend sous le terme « renaturation » la revitalisation des cours d’eau et des rivages lacustres et la réduction des impacts négatifs de l’exploitation de l’énergie hydraulique. La revitalisation est définie dans la loi fédérale sur la protection des eaux (art. 4) : rétablissement, par des travaux d’aménagement, des fonctions naturelles d'eaux superficielles endiguées, corrigées, couvertes ou mises sous terre. La loi fédérale sur la protection des eaux ne définit pas la notion de renaturation.

Renaturation = revitalisation et assainissement énergie hydraulique ;

Revitalisation = restauration des fonctions naturelles d’un milieu aquatique par des travaux d’aménagement

Les renaturations et les revitalisations sont exigeantes sur le plan technique et doivent être planifiées et accompagnées par des spécialistes.

1Renaturation des eaux

Renaturation

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Mesures de revitalisation sur la Thur (canton de Zurich)

La loi fédérale sur la protection des eaux révisée en 2011 exige l’élaboration de principes stratégiques, la délimitation d’espaces suffisants réservés aux cours d’eau, la revitalisation, et la réduction des impacts négatifs de l’exploitation de l’énergie hydraulique.

L’OFEV a tourné un film sur la renaturation des rivières suisses « Renaturation des cours d'eau en Suisse » (2013) qu’on peut se procurer gratuitement.

Planification stratégique

La loi fédérale sur la protection des eaux révisée en 2011 exige des cantons des planifications stratégiques pour la revitalisation des eaux, le rétablissement de la migration des poissons et l’assainissement des régimes d’éclusées et de charriage. Il existe plusieurs modules dans l’aide à l’exécution « Renaturation des eaux ».
La « Plateforme renaturation » présente une revue synoptique des planifications stratégiques de chaque canton.

Sauvegarde de l’espace réservé aux eaux

D’un point de vue écologique, la délimitation d’espaces réservés aux eaux est indispensable pour que celles-ci remplissent leurs fonctions naturelles : habitat à haute diversité structurale dans et au bord de l’eau, transport des sédiments, axe de connexion, autoépuration de l’eau grâce à l’activité biologique. De plus, les espaces réservés aux eaux constituent des bandes-tampons autour des milieux aquatiques, réduisant l’apport d’engrais, de pesticides, etc. et améliorant la qualité de l’eau. Les informations sur l’espace à réserver aux eaux sont disponibles sur le site internet de l’OFEV (Espace réservé aux eaux). En collaboration avec d’autres acteurs, l’OFEV a publié deux fiches sur l’espace réservé aux eaux respectivement en zone agricole et en territoire urbanisé. Suite à l’entrée en vigueur de l’adaptation de l’ordonnance sur la protection des eaux du 1er mai 2017, ces deux fiches sont officiellement considérées comme n’étant plus valables. Un nouvel outil pour les cantons est en cours d’élaboration.

Liens

Revitalisation

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Revitalisation : le Haslibach avant, pendant et après les travaux (canton de Zurich)

Plusieurs rapports ont été conçus comme des bases pour planifier des revitalisations, notamment un rapport de synthèse sur la priorisation des projets de revitalisation des cours d’eau (2013) (en allemand) et un rapport du CSCF et du karch sur le potentiel écologique (2013).

Revitalisation des grands cours d’eau

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Les tronçons de rivière revalorisés sont très appréciés du public. Il faut donc tenir compte de l’aspect « détente » dans toutes les phases du projet.

Certains cantons sont actifs dans la revitalisation des eaux depuis fort longtemps déjà. Les déclencheurs peuvent être une obligation légale, un intérêt local pour des revalorisations, des réserves naturelles attenantes ou les loisirs de proximité. Si le besoin et l’intérêt pour une revitalisation sont présents, intégrer dès le départ les parties concernées et assurer à temps le financement du projet sont d’autres conditions essentielles à son succès. A cet égard, il est important de rappeler que les projets de revitalisation sont une tâche commune de la Confédération, des cantons et des communes. Outre les initiateurs, les agriculteurs, et les organisations environnementales et de pêche, les responsables dans les communes et cantons concernés et à la Confédération doivent aussi être impliqués. Cela contribue également à assurer le financement du projet. On trouve des informations à ce sujet dans le manuel sur les conventions-programmes dans le domaine de l’environnement (OFEV 2015). La préparation d’un projet de revitalisation demande beaucoup de travail. Il faut éclaircir de nombreuses questions et mener à bien nombre de processus avant que les pelles mécaniques puissent entrer en action. En plus des éléments déjà mentionnés, les procédures d’acquisition de terrain, la résolution des conflits d’intérêt (p. ex. concernant les surfaces d’assolement), l’évaluation des procédures d’autorisation nécessaires (protection des sols, surfaces d’assolement, déboisement, etc.) et les analyses hydrologiques sont quelques exemples de questions à régler. Les revitalisations sont souvent combinées avec des projets de protection contre les crues. Le processus se déroule en cinq étapes :

  1. La réalisation concrète d’un projet d’aménagement de cours d’eau tel qu’une revitalisation commence en principe par une planification stratégique (analyse des déficits, définition des objectifs, analyse du contexte). Les plans de revitalisation cantonaux parus à fin 2014 peuvent momentanément servir de base pour cette étape.
  2. La deuxième étape est constituée de l’étude préliminaire, qui clarifie la faisabilité du projet et indique plusieurs variantes. Il existe plusieurs manières de revitaliser les cours d’eau, d’où la grande importance de concevoir différentes variantes dans le processus de planification. Les critères de sélection doivent être choisis avec soin.
  3. L’avant-projet approfondit l’étude préliminaire et la complète par un estimatif des coûts et des solutions en matière d’aménagement.
  4. Le projet de chantier affine encore la planification et permet la mise au point des plans de détail. A la fin de cette phase, on dispose d’un rapport technique, des plans de détail et, pour les projets d’aménagement de cours d’eau d’un coût supérieur à 10 millions de francs selon le devis estimatif, d’un rapport d’étude d’impact sur l’environnement (EIE). Enfin, la demande d’autorisation est déposée sur cette base. La procédure diffère d’un canton à l’autre.
  5. Une fois que l’autorisation a été délivrée, le projet peut être réalisé. Il est important que le chantier bénéficie d’un suivi régulier par des spécialistes expérimentés et disposant de connaissances en biologie (suivi environnemental de la phase de réalisation). On peut ainsi garantir que les détails seront eux aussi pris en compte dans la réalisation. Il faut prévoir un contrôle des résultats après la réalisation pour vérifier si les objectifs sont atteints, et apporter les améliorations nécessaires le cas échéant. Par ailleurs, le résultat à long terme de l’intervention doit être assuré par un concept d’entretien.
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Le Chriesbach avant et après sa revitalisation

Littérature et liens

Revitalisation des petits cours d’eau

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Revitalisation du Hardbächli (canton de Bâle-Campagne)

Les revitalisations des petits cours d’eau sont la plupart du temps de la responsabilité des communes. Comme pour les grands projets, revitalisation et protection contre les crues peuvent être traitées simultanément dans des projets combinés. La Haute école de technique de Rapperswil (HSR) a publié un guide très complet pour la revitalisation des petits et moyens cours d’eau. Il a pour vocation de soutenir les cantons, les villes et les communes et s’adresse aux professionnels des communes, aux planificateurs, et aux responsables de l’entretien (en allemand; pour le commander).
Pro Natura Bâle-Campagne a édité un guide très complet pour la remise à ciel ouvert et la revitalisation des petits cours d’eau, qui s’adresse tout particulièrement aux communes et aux organisations de protection de la nature (en allemand; pour le commander ou le télécharger). La revalorisation de petits cours d’eau peut aussi être réalisée à plus petite échelle dans le cadre d’un entretien écologique ou de l’entretien des berges. Les mesures d’entretien peuvent avant tout stimuler la dynamique propre des cours d’eau. Cependant on y fait rarement recours et il n’existe pas encore de fiches de qualité à ce sujet

Liens

Remise à ciel ouvert

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Remise à ciel ouvert du Holdenbächli (canton de Bâle-Campagne)

Les cours d’eau ont été enterrés pour gagner du terrain en faveur de l’agriculture et de l’urbanisation et pour assécher les zones humides, entre autres raisons. Remettre un cours d’eau à ciel ouvert est une forme particulière de revitalisation. La loi fédérale sur la protection des eaux interdit aujourd’hui la mise sous terre (art. 38 al. 1 LEaux). Les mises sous terre ou réfections des tronçons mis sous terre ne sont autorisées que dans quelques cas exceptionnels et bien précis (protection contre les crues, passage sous des voies de communication, etc. ; art. 38 al. 2 LEaux).

Remettre un cours d’eau à ciel ouvert permet de rétablir ses fonctions. La connectivité, en particulier, est rétablie dans toutes les directions, ainsi que l’accessibilité de l’habitat aquatique. Le déroulement de la planification est à peu près similaire à celui des petites revitalisations.

Réduction des impacts négatifs de l’exploitation de l’énergie hydraulique

Eclusées

La production de courant au moyen de centrales à accumulation peut provoquer des variations brusques du niveau de l’eau en aval des centrales. Ces fluctuations sont induites par les variations du besoin en électricité de la population tout au long de la journée et par la nécessité de stabiliser les réseaux électriques. Lorsque le besoin est important, l’eau est turbinée en grande quantité. Il en résulte un débit d’éclusée en aval du point de restitution de l’eau. Lorsque le besoin est faible ou que le réseau électrique est en surcapacité, l’eau est retenue dans les lacs d’accumulation, voire repompée vers l’amont par les centrales de pompage-turbinage, et, dans les cas extrêmes, la rivière ne reçoit qu’un débit réservé minimal (débit plancher).

Les fluctuations de débit brusques et fréquentes sont une menace pour les organismes vivant dans les cours d’eau. Les effets négatifs de ce régime d’éclusées peuvent être réduits par diverses mesures. Les mesures d’aménagement (p. ex. construction de bassins de compensation) sont très souvent plus économiques à mettre en œuvre que les mesures d’exploitation (p. ex. changement du type de fonctionnement d’une centrale). Sur la Hasliaare, dans le canton de Berne, on a construit un bassin de compensation et une galerie de retenue à la centrale d’Innetkirchen, pour ralentir les fluctuations de débit et donner une meilleure chance aux animaux de réagir à ces variations (en se repliant dans d’autres zones du cours d’eau p. ex.).

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Eclusée sur le Rhin, fatale à un Chabot commun

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Charriage des sédiments

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La rivière peut couler où bon lui semble et charrier les matériaux librement (rivière Buech dans les Alpes françaises).

Le régime de charriage dans les cours d’eau est perturbé par l’exploitation de l’énergie hydraulique, de même que par les ouvrages sur leur cours (p. ex. collecteurs de gravier, corrections, etc.) et l’exploitation industrielle de gravier (gravières). Les alluvions retenues ou retirées en amont font défaut en aval, par conséquent aussi les dépôts de graviers meubles. De plus, la formation de nouveaux bancs de gravier est empêchée, le fond se colmate et le lit peut se creuser. Un régime dynamique de charriage des sédiments joue un rôle central pour la formation des habitas de nombreuses espèces de poissons, invertébrés et insectes.

Les conséquences négatives d’un régime de charriage perturbé peuvent être réduites ou même supprimées par plusieurs solutions techniques ou touchant à l’exploitation. Les remblais de gravier peuvent être très efficaces à court terme, car ils constituent de nouvelles frayères pour les poissons qui fraient dans les graviers. Les mesures nécessaires à plus long terme consistent à rendre les usines hydroélectriques perméables aux sédiments. A l’usine de Solis aux Grisons, par exemple, on a construit une galerie de dérivation pour les sédiments qui permet que les sédiments soient transportés lors des hautes eaux. Un régime de charriage plus naturel peu ainsi à nouveau s’installer. Une meilleure perméabilité aux sédiments protège les lacs de barrage de l’atterrissement et, le cas échéant, épargne des dommages aux turbines.


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Libre circulation des poissons

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Obstacle à la migration des poissons dans la Necker (canton de St-Gall)

La loi sur la protection des eaux révisée stipule que les impacts négatifs de l’exploitation de l’énergie hydraulique doivent être réduits (art 83a et art. 83b LEaux), notamment en ce qui concerne la libre migration des poissons, qui doit être assurée selon les prescriptions de la loi fédérale sur la pêche (art. 10 LFSP). Les poissons utilisent plusieurs habitats dans le cours d’eau, en fonction de leur âge et de leurs besoins vitaux. Ils doivent donc pouvoir se déplacer de l’un à l’autre – par exemple entre les habitats fréquentés en hiver, ceux utilisée pour se nourrir et ceux utilisés pour se reproduire. L’assainissement est donc important pour permettre aux poissons de se déplacer et atteindre les habitats dont ils ont besoin. C’est la condition sine qua non pour que les populations piscicoles survivent à long terme.

La planification cantonale concernant l’assainissement en vue de restaurer la migration des poissons a examiné près de 2000 obstacles occasionnés par l’exploitation hydroélectrique ; parmi eux, cette analyse a révélé qu’environ 650 obstacles empêchant la remontée et plus de 700 empêchant la dévalaison devaient être assainis. Pour chaque site, une comparaison des variantes doit permettre de trouver la solution la plus à même d’assurer la migration piscicole. Cette comparaison doit aussi inclure le démontage de l’installation. Les autorités doivent statuer sur la solution qu’elles reconnaissent comme optimale pour assurer la connectivité longitudinale, et cette solution doit être mise en œuvre. En vertu des exigences légales, les dispositifs de franchissement piscicole doivent être réalisés d’ici 2030 pour toutes les installations qui doivent être assainies. Leur efficacité doit de plus être vérifiée par un contrôle. On dispose de bonnes connaissances et de méthodes qui ont fait leurs preuves au sujet de la restauration de la migration piscicole vers l’amont. La fiche M-509 de la DWA (2014) (en allemand), en allemand, est une référence pour la conception d’aides à la migration des poissons. Pour assurer la sécurité de la dévalaison, il faut empêcher que les poissons ne passent dans les turbines (systèmes de protection) et leur assurer un passage sûr vers l’aval de la centrale électrique (by-pass). Il existe déjà des solutions éprouvées pour les petites centrales ; pour les installations plus grandes, des ébauches de solution existent, qu’il faut encore développer et tester.

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Echelle à poissons dans la Lütschine (canton de Berne) et dans l'Aare (canton d'Argovie) ; Construction d'une échelle à poissons sur la Sihl (canton de Zurich)

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Assainissement des débits résiduels

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Débit résiduel insuffisant sur le Gufelbach (Weisstannental, canton de St-Gall)

Depuis l’entrée en vigueur de la loi sur la protection des eaux en 1992, un débit résiduel suffisant doit demeurer dans le lit des cours d’eau après tout prélèvement, que ce soit à des fins de turbinage ou d’irrigation. Le débit résiduel est nécessaire pour assurer les diverses fonctions naturelles du cours d’eau : habitat pour les plantes et les animaux, élément paysager, alimentation de la nappe phréatique. Les cantons déterminent le débit résiduel approprié pour chaque cours d’eau et chaque site de prélèvement. Bien que le délai de 20 ans pour la réalisation de l’assainissement des débits résiduels soit échu en 2012, seuls deux tiers des décisions d’assainissement avaient été mis en œuvre à fin 2016. De nombreux cours d’eau sont encore complètement à sec. L’objectif est de mener à terme toutes les mesures d’assainissement d’ici 2019. La baisse de rendement qui résulte de l’augmentation du débit résiduel peut être amoindrie par la construction de turbines sur le débit résiduel (nommées turbines de dotation).

Autres mesures

Démantèlement

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Obstacles dans les cours d’eau suisses ; Ecomorphologie, OFEV 2013.

Dans le domaine des cours d’eau, le terme « démantèlement » signifie le démontage ciblé de l’aménagement des berges, et la suppression des obstacles transversaux créés par l’être humain (seuils, barrages, centrales hydroélectriques, etc.). Ce terme peut aussi désigner les remises à ciel ouvert (cf. chapitre Remise à ciel ouvert). Les démantèlements sont des mesures de revitalisation et sont entrepris la plupart du temps en synergie avec l’aménagement de plus grands espaces de rétention des eaux ou avec d’autres mesures de revalorisation. L’objectif du démantèlement est de redonner sa dynamique d’origine au cours d’eau et de recréer une connexion entre des habitats auparavant fragmentés. Les nombreux aménagements et obstacles présents sur nos cours d’eau empêchent le développement d’habitats intacts, et ils suppriment la connexion entre l’eau et la terre – dans le cas des endiguements – et la connectivité longitudinale, si importante pour beaucoup d’espèces animales et végétales – dans le cas des obstacles transversaux. Certains de ces ouvrages ont perdu leur fonction (anciens seuils, usines hydro-électriques désaffectées, etc.) et peuvent donc être démantelés sans inconvénient. En retour, la flore, la faune et les humains profitent de milieux aquatiques plus naturels et plus vivants. D’autres ouvrages transversaux qui remplissent encore une fonction, telle que la stabilisation du fond ou la protection contre l’érosion, pourraient être remplacés par des ouvrages plus adéquats – rampes par exemple – ce qui améliorerait la connectivité longitudinale.

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Génie biologique dans le lit (instream)

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Les épis et le bois structurent le cours d'eau (Lorze, canton de Zoug)

Les techniques de génie biologique favorisent la diversité structurale des milieux aquatiques, soutiennent les processus dynamiques existants, y compris dans les cours d’eau aménagés, amplifient ces processus et leur efficacité. De précieux habitats apparaissent grâce aux nouvelles structures variées créées à petite échelle ; les mesures de génie biologique créent donc à moindre frais les conditions nécessaires pour une plus grande biodiversité.

L’amélioration de la diversité structurale requiert une démarche active. Les éléments apportant une perturbation, qui dirigent de l’énergie sur les berges et provoquent des remous, favorisent la dynamique propre du cours d’eau. Ces éléments peuvent être de plusieurs types : épis en pierres, constructions en bois ou fascines. On trouve des informations sur l’aménagement de ces structures dans le livre présenté ci-dessous. Afin de rendre les berges plus modelables, les ouvrages de consolidation et les cordons boisés riverains sont localement éliminés. Dépôts de sédiments et de bois flotté, arbres déracinés, érosion des rives, méandres et îles font partie de la dynamique naturelle.

Le génie biologique est une branche du génie civil qui poursuit des objectifs techniques, écologiques, créatifs et économiques et qui pour ce faire privilégie l’usage de matériaux vivants, à savoir graines, plantes, parties de plantes, et associations végétales (tiré de « Ingenieurbiologie – Handbuch Bautypen », cf. ci-dessous). Les techniques de génie biologique servent souvent à réaliser des mesures de sécurisation ou de protection. La publication de l’OFEV mentionnée ci-dessous et le livre « Ingenieurbiologie – Handbuch Bautypen » sont les références les plus pertinentes sur le sujet.


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Financement

L’aide à l’exécution « Renaturation des eaux » traite le financement des mesures d’assainissement des installations hydroélectriques existantes dans les domaines des éclusées, du régime de charriage et de la migration piscicole.

La Confédération subventionne les revitalisations, momentanément cependant seulement celles qui figurent dans les plans de revitalisation cantonaux. Le montant des subventions que l’on peut demander dépend du bénéfice et des coûts prévisibles figurant dans la planification cantonale.

La planification et la réalisation des mesures peuvent être soutenues par des subventions. « Leur montant dépend de la longueur et de la largeur (fond du lit) du tronçon qui sera revitalisé, de la largeur de l’espace réservé aux eaux, de l’utilité des mesures pour la nature et le paysage au regard des coûts prévisibles, de leur utilité pour les activités de loisirs, ainsi que de leur qualité. »

Mais il y a aussi des exceptions, et des règles spéciales s’appliquent lorsqu’un projet de revitalisation recoupe l’assainissement des centrales hydroélectriques ou les projets de protection contre les crues. Ces cas requièrent de procéder à des évaluations plus précises selon le manuel sur les conventions-programmes 2016-2019 dans le domaine de l’environnement. Un montant global de 35 à 80 pour cent des coûts imputables peut être alloué par la Confédération pour les projets de revitalisation. La contribution de base peut être augmentée si un espace plus grand est réservé au cours d’eau, si des petits cours d’eau sont remis à ciel ouvert, et pour des projets présentant un important bénéfice pour la nature. La Confédération récompense par des subventions supplémentaires les projets qui créent des espaces de détente de proximité attrayants. Pour des explications plus détaillées, veuillez consulter le manuel sur les conventions-programmes 2016-2019 dans le domaine de l’environnement, partie 11 (OFEV 2015).

Il faut vérifier au cas par cas si d’autres possibilités de financement existent – par le canton, les communes, les fonds (en particulier (naturemade).

Autres articles sur le thème des ours d’eaux

Auteurs

Text Aqua Viva
Association biodivers info@biodivers.ch
Review Robert Bänziger Bänziger Kocher Ingenieure AG
Willy Müller LANAT Amt für Landwirtschaft und Natur, Fischerei
Bruno Schelbert Umwelt, Natur und Landschaft Aargau
André Stapfer
Traduction Sandrine Seidel Filoplume Traduction
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