CONTEXTE

Face aux diverses utilisations de l’eau par l’homme (irrigation, hydroélectricité, industrie, ...), l’adéquation de ces différents usages avec le fonctionnement des milieux aquatiques pour l’atteinte du bon état écologique a entraîné la nécessité de définir des débits minimum biologiques garantissant l’ensemble des fonctionnalités du milieu (fonctionnement physique, autoépuration, ...) ainsi que la continuité écologique.
Pour apprécier la valeur de débit à maintenir dans un cours d’eau, différentes méthodes ont vu le jour : les méthodes hydrologiques, les méthodes hydrauliques et les méthodes dites d’«habitat».

LES METHODES HYDROLOGIQUES

Principe

L’hydrologie constitue la base du fonctionnement des cours d’eau avec un rôle clé des conditions d’étiage. Leur dégradation entraînent des impacts morphologiques et écologiques d’où la nécessité de fixer des valeurs de débits qui respectent certaines conditions minimales de l’hydrologie à l’étiage.
Elles se basent toutes sur des chroniques de débits. La détermination des valeurs seuils est tirée des courbes de débits classés, des valeurs moyennes de débits associées à des durées, ou des pourcentages d’une valeur caractéristique du régime hydrologique.

Principales méthodes

• Méthodes basées sur la courbe des débits classés permettant de définir des valeurs seuils correspondant au Q90-Q95.
• Méthodes s’appuyant sur des valeurs moyennes de débits associées à des durées (VCN)
• Méthodes s’appuyant sur le pourcentage d’une valeur caractéristique du régime hydrologique (Pourcentage du module ou du QMNA5)

Commentaires

Approche simple et relativement rapide en terme de valeurs de débit minimum. Méthodes demandant une bonne analyse des cycles hydrologiques et notamment une bonne description des situations d’étiage (base de référence pour la mise en œuvre d’autres méthodes puisque permettant la comparaison de la valeur de débit minimum proposée pour un aménagement avec les conditions naturelles d’étiage). 
Néanmoins, ces méthodes ne reposent pas sur des critères écologiques, hydrauliques ou hydromorphologiques

LES METHODES HYDRAULIQUES

Principe

Elles se basent sur les relations entre paramètres hydrauliques, morphologie du cours d’eau et valeur de débit minimum.
Elles reposent généralement sur la relation entre la surface mouillée (donnant ainsi une idée de l’habitat disponible) et la valeur de débit. Cette relation dépend de la morphologie du cours d’eau avec toutefois trois plages de débits :

• une plage de débit pour lesquels la surface mouillée diminue très significativement,
• une plage de débit où la surface mouillée évolue peu
• une plage de débit correspondant au basculement entre les deux précédentes.

Le choix des débits minimums doit s’effectuer au sein de cette dernière plage.

Principales méthodes

Environ 23 méthodes sont recensées. Elles étudient en général l’évolution des vitesses et des hauteurs d’eau moyennes, les largeurs mouillées ou le périmètre mouillé dont la plus répandue est la méthode de Tennant (ou méthode de Montana).

Commentaires

Globalement, les expériences montrent que la plage de débit à partir de laquelle les conditions hydrauliques et la surface mouillée évoluent très nettement se situe très souvent entre 15 et 25% du module.
Ces méthodes ne reposent que sur des caractéristiques physiques, aucun critère biologique n’est pris en compte.

LES METHODES « HABITAT »

Principe

La détermination du débit minimum biologique s’appuie sur le croisement entre les préférendum d’habitat (Hauteur d’eau, vitesse, substrat) des espèces peuplant le cours d’eau concerné par l’aménagement et l’évolution des conditions hydrauliques en fonction du débit.

Principales méthodes

• Méthode IFIM (Instream Flow Incremental Methodology) (USA) et ses développements techniques : 
• Méthode EVHA (Evaluation de l’Habitat), Estimhab, Méthode LAMMI (EDF – Recherche et développement)

Commentaires

Les résultats issus de ces méthodes sont très sensibles à la représentativité des sites de mesures et à leurs caractéristiques topographiques (Les outils EVHA et LAMMI ont été surtout développés pour les cours d’eau de pente <5%), au choix des modèles biologiques utilisés (il est préférable d’utiliser des espèces sensibles aux conditions hydrauliques telles que les salmonidés ou les cyprinidés rhéophiles à des stades adultes et/ou reproduction), à la situation morphologique du cours d’eau.