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Travaux en rivières
Titre long
Typologie des natures d'opérations relatives aux travaux en rivière
Fiche Méthodologique

Approche granulométrique sur un faciès d’écoulement

Contenu

 

La détermination du diamètre pour un type de substrat s’effectue en tenant compte du diamètre (en mm) perpendiculaire au plus grand axe de l’élément considéré.

On s’attachera à analyser le pourcentage de surface occupée suivant la taille des éléments ainsi que leur organisation (déterminant du point de vue biologique : frayères)

 
Description basique, très fréquente Description poussée moins fréquente

La méthode est basée sur une reconnaissance visuelle, classant la granulométrie selon un code à 6 caractères : 

CLASSEMENT DU SUBSTRAT OBSERVE

=

Faciès d’écoulement

+

Classe Granulométrique

De l’élément le plus grossier

+

Classe Granulométrique de l’élément dominant * 

+

Classe Granulométrique du second élément dominant **

* Utilisation de l’échelle granulométrique de Wentworth (1922) modifiée dans MALAVOI et SOUCHON (1989)

** La prise en compte du second élément est facultative

Exemple :  

Radier à PG PG PF

 

Il est par la suite possible de classer les diamètres du substrat observé afin d’établir une courbe granulométrique. A partir de la courbe cumulée des diamètres des éléments du substrat, il est alors possible de déterminer le D90, diamètre au-dessous duquel on trouve 90 % des éléments, ou le D50, diamètre médian (Diamètres utilisés pour caractériser le transport solide)

 

 

 

 

Fiche Méthodologique

Mise en œuvre du protocole de prélèvement des invertébrés à mettre en œuvre pour la compatibilité avec la DCE (Protocole RCS)

Contenu

PRINCIPE

Même principe que la méthode IBGN classique à la seule différence que celle-ci a fait l’objet d’un ajustement dans le but de prendre en compte les spécificités locales et de permettre des comparaisons avec d’autres indices européens

MISE EN ŒUVRE

Station

La station est calée sur des séquences de faciès radier/mouille : 

  • Pour les cours d’eau de petite et moyenne dimension (classe P et M de la typologie nationale : de 8 à 25 m de largeur), 2 séquences de radier/mouille seront considérées, soit 12 fois la largeur du lit à plein bord.
  • Pour les très petits cours d’eau (classe TP : 2 à 8 m de largeur)), prise en compte de trois séries, soit 18 fois la largeur du lit à plein bords
  • Pour les grands cours d’eau (Classe G : 25 à 40 m de largeur), choix de deux séquences voire une soit 6 fois la largeur du lit mouillé à plein bord.

 

Choisir une limite de station sur une limite de faciès, tête de radier par exemple

Échantillonnage

Réalisation d’un échantillonnage séparé des habitats dominants et marginaux, soit 12 prélèvements (4 de plus que pour la méthode IBGN) : 

  • un échantillonnage des habitats dominants basé sur 8 prélèvements unitaires
  • un échantillonnage des habitats marginaux, basé sur 4 prélèvements 

 

Les 12 prélèvements sont réalisés en trois groupes de quatre relevés : 

  • Un premier groupe de 4 prélèvements sur les supports marginaux (S < 5% de la surface mouillée totale de la station) suivant l’ordre d’habitabilité (B1)
  • Un second de 4 prélèvements sur les supports dominants(S > 5% de la surface mouillée totale de la station), suivant l’ordre d’habitabilité (B2)
  • Un troisième groupe de quatre prélèvements sur les supports dominants, en privilégiant la représentativité des habitats (B3)

 

Surfaces minimales nécessaires pour la prise en compte du substrat dans le plan d’échantillonnage : 

  • Pour 2 <largeur cours d’eau (m) < 8, surface minimale substrat comprise entre 0,05 à 0,75 m2
  • Pour 8 <largeur cours d’eau (m) < 15, surface minimale substrat comprise entre 0,75 à 2,5 m2
  • Pour 15 <largeur cours d’eau (m) < 25, surface minimale substrat comprise entre 2,5 et7,5 m2
  • Pour 25 <largeur cours d’eau (m) < 40, surface minimale substrat équivalente à 7,5 à 10 m2
  • Pour largeur cours d’eau (m) > 40, surface minimale substrat > 10 m2

 

Chaque substrat est échantillonné dans la classe de vitesse la plus représentée pour ce substrat. 

Période d’échantillonnage

Idem fiche IBGN.

Matériel

Idem fiche IBGN

Détermination

Contrairement au protocole IBGN, la détermination ne s’arrête pas à la famille mais peut aller jusqu’au genre pour certains taxons d’invertébrés.

Résultats

Expression des résultats sous la forme de trois listes faunistiques par échantillon :

  • une liste équivalente IBGN (B1 + B2)
  • une liste habitats dominants (B2 + B3)
  • une liste habitats marginaux (B1)
  • une liste faune globale (B1 + B2 + B3)

LIMITES

Méthode en cours de développement, les retours d’expérience sont insuffisants pour cibler les limites de la méthode

Fiche Méthodologique

EXEMPLE DE MESURES COMPENSATOIRES DE NIVEAU R2 (D’après la typologie de JR Malavoi)

Contenu

Abaissement d’ouvrage

  • Arasement partiel, création d’une échancrure pour regagner des habitats courants et recréer de la diversité dans le cours d’eau (écoulements, habitats, granulométrie, …)

Action sur le lit mineur

  • Reconstruction partielle ou complète de lit mineur ou lit d’étiage (reconstitution de succession de faciès, de zones de haut-fonds)

Création de zones attractives à la biodiversité

  • Création de mares
  • Création ou réhabilitation de  zones annexes en connexion permanente ou temporaire avec le cours d’eau (milieux aquatiques de plaines notamment, et cours moyens)

Décloisonnement des cours d’eau

  • Construction d’un dispositif de franchissement à la montaison et/ou la dévalaison sur un autre obstacle existant
  • Réaménagement d’ouvrages de franchissement routiers, agricoles, forestiers constituant un obstacle à la continuité par des dispositifs restaurant la continuité écologique

 

Conclusion

Voir aussi les niveaux de mesures compensatoires R1 et R3

Fiche Méthodologique

EXEMPLE DE MESURES COMPENSATOIRES DE NIVEAU R1 : Mesures de restauration de l’habitat et du continuum habitat (D’après la typologie de JR Malavoi)

Contenu

Création de zones de reproduction pour l’ichtyofaune

Création et aménagement de frayères et/ou zones d’alimentation, de croissance, pour le maintien des fonctionnalités piscicoles notamment "reproduction et éclosion", ceci à l’échelle du tronçon ou du contexte piscicole. (Déplacement des matériaux retirés lors des travaux en projet pour les aménager sur une zone déficitaire, non soumise à une érosion active. L’apport des matériaux pourra faire l’objet d’un accompagnement permettant leur retenue dans les faciès lotiques)

Création de zones favorables à l’implantation de la végétation

Aménagement de zones dites "banquettes" pour favoriser l’installation de végétaux de pieds de berge en créant une dynamique de colonisation rapide. (attention ! cette mesure peut activer la rubrique 3.1.2.0. de l’article R 214-1 du C.Env. s’il est nécessaire d’entamer la rive)

Création d’habitats pour l’ichtyofaune et les macroinvertébrés

Immersion de souches ou de dispositifs artificiels (ex : dents de dragon) pour générer une diversité des habitats piscicoles et augmenter la capacité d’accueil des invertébrés benthiques par la retenue de matériaux et de sédiments en forme de litière

Création de zones annexes

Création de fossés latéraux pour la constitution de zones annexes au cours d’eau et permettre leur colonisation permanente ou temporaire. (milieux aquatiques de plaines notamment, et cours moyens)

Conclusion

Voir aussi les niveaux de mesures compensatoires R2 et R3

Fiche Méthodologique

CHAMPS D’APPLICATION DE LA METHODE EVHA : Évaluation de l’état physique des rivières

Contenu

CHAMPS D’APPLICATION

Domaine de validité Physique
  • 2 ‰ < pente < 50 ‰
  • H < 2 m
  • Attention sur les petits cours d’eau présentant des écoulements complexes (paysages torrentiels, rivières à forte pente, rivière en tresses, …)
Interprétations
  • L’évolution de l’habitat d’une espèce (cas de la Truite adulte) sur une même station peut être totalement différente selon la courbe de préférence choisie
  • Les courbes obtenues fournissent plusieurs valeurs : l’optimum (pas toujours) ainsi que des valeurs seuils pour lesquelles la capacité d’accueil diminue fortement
  • Méthode limitée vis-à-vis de certains stades de développement ou d’espèces, notamment ceux utilisant des habitats très particuliers et très spatialisées (reproduction, stades larvaires et jeunes alevins utilisant les zones de bordures)
  • La réalisation de moyenne de débits minimum définis pour des stades de développement différents est proscrite. Il est nécessaire de trouver un compromis entre les valeurs déterminées.
  • La réalisation de moyenne sur les valeurs de débits minimum déterminés pour des espèces différentes est proscrite
  • Les espèces adaptées au milieu lentique (ROT, GAR, ...) ne constituent pas des cibles biologiques pertinentes pour la définition d’un débit minimal, leur comportement de recherche de nourriture n’étant absolument pas lié aux conditions hydrauliques du milieu à l’inverse des cyprinidés rhéophiles (BAF, SPI, BLN, ...)
Prise en compte du contexte et des objectifs
  • L’interprétation des résultats doit se faire aux dépens des objectifs de gestion et du contexte socio-économique
  • Prise en compte du contexte global du cours d’eau (amont, aval, connexions, ...)
  • Prise en compte du contexte hydrologique annuel et des dynamiques des populations (connaissance de l’hydrologie naturelle et artificielle de la rivière, ...)
Autres
  • La mise en œuvre du protocole est très fastidieuse au regard du nombre de mesures à effectuer, du personnel sollicité d’autant plus que l’ensemble des mesures doit être effectué dans la même journée afin de s’affranchir des éventuelles fluctuations hydrologiques

Mise en œuvre de la méthode

 

Fiche Méthodologique

Champs d’application de la méthode ESTIMHAB

Contenu

CHAMPS D’APPLICATION

Domaine de validité Physique
  • Cours d’eau de climat tempérés à morphologie naturelle ou peu modifiée de pente < 5 %
  • Eviter les tronçons dont plus de 40 % de la surface est hydrauliquement influencée par des seuils, enrochements, épis, ...
  • Méthodes délicates à utiliser sur des contextes morphologiques modifiés (secteur à hydrologie régulée, secteur hydraulique chenalisé et/ou mise en bief, secteur rectifié, ...)
Domaine de validité biologique

Pertinence du modèle biologique mis en en cause lorsque la profondeur moyenne est > 2 m

  • Méthode limitée vis-à-vis de certains stades de développement ou d’espèces, notamment ceux utilisant des habitats très particuliers et très spatialisés (reproduction, stades larvaires et jeunes alevins utilisant les zones de bordures).
  • Les espèces adaptées au milieu lentique (ROT, GAR, ...) ne constituent pas des cibles biologiques pertinentes pour la définition d’un débit minimal, leur comportement de recherche de nourriture n’étant absolument pas lié aux conditions hydrauliques du milieu à l’inverse des cyprinidés rhéophiles (BAF, SPI, BLN, ...)
Interprétation des courbes
  • Il est préférable d’interpréter la partie de la courbe « bas à moyens débits » (Vitesse < 1 m/s et H < 1,5 m)
  • Les valeurs de débits obtenues ne représentent en aucun cas des valeurs « magiques » et constituent seulement un support d’analyse pour comparer des scénarios de gestion en termes d’habitat
Prise en compte du contexte et des objectifs
  • L’interprétation des résultats doit se faire aux dépens des objectifs de gestion et du contexte socio-économique
  • Prise en compte du contexte global du cours d’eau (amont, aval, connexions, ...)
  • Prise en compte du contexte hydrologique annuel et des dynamiques des populations (connaissance de l’hydrologie naturelle et artificielle de la rivière, ...)
Application
  • Outil d’aide à la détermination du débit minimal dans le cadre d’un projet hydroélectrique qui vient compléter l’approche par le régime réservé

Mise en œuvre

  • Pour plus d’informations sur la mise en œuvre de cette méthode, cliquez ici
Fiche Méthodologique

Synthèse du principal indice utilisé pour la caractérisation des populations piscicoles : l’Indice Poisson Rivière (IPR) - NF T90-344 – Mai 2004

Introduction

PRINCIPE

  • Mesure de l’écart entre la composition du peuplement piscicole sur une station donnée à partir d‘une pêche électrique, et la composition du peuplement attendue en situation de référence (Peuplement théorique). Plus l’écart mesuré est important et plus le cours d’eau est dégradé

PREALABLE A L’ELABORATION DE L’INDICE

  • Les données de 650 stations de référence couvrant l’ensemble du réseau hydrographique national ont permis de modéliser la probabilité d’occurrence de 34 espèces de poissons en fonction d’un certain nombre de variables environnementales locales et régionales, permettant ainsi de définir un peuplement théorique à partir de certaines caractéristiques du milieu
  • 7 métriques relatives au peuplement prenant en compte l’occurrence et l’abondance des espèces ont été retenues pour le calcul
Contenu

FACTEURS ENVIRONNEMENTAUX PRIS EN COMPTE POUR LE CALCUL DE L’IPR

5 descripteurs (8 paramètres mésologiques de l’échelle locale) ainsi que la variable « Unité hydrographique » (échelle régionale) sont utilisés dans le modèle pour calculer la composition théorique du peuplement en situation de référence :
Descripteur Code Données nécessaires
Position de la station sur le gradient longitudinal G Surface BV (SBV), distance à la source (DIS)
Indice de vitesse des écoulements V Largeur moyenne en eau (LAR), profondeur moyenne (PROF), pente (PEN)
Altitude de la station ALT Altitude
Paramètre lié à la température de l’air T1 Température moyenne du mois de juillet, température du mois de janvier
Paramètre lié à l’amplitude thermique saisonnière T2 Température moyenne du mois de juillet, température du mois de janvier
Unité hydrographique UH 8 zones définies

Descripteurs du peuplement : métriques (espèces partageant des exigences particulières vis-à-vis de certaines caractéristiques du milieu)

Code Libellé Guilde Type d’altération décrite Occurrence
NTE Nombre total d’espèces RICHESSE TOTALE Mesure de la biodiversité pour évaluer une réduction des habitats ou une pollution
NER Nombre d’espèces rhéophiles HABITAT Evaluation des conditions d’habitats lotiques
NEL Nombre d’espèces lithophiles Evaluation des problèmes de colmatage notamment au regard de la reproduction
DIT Densité d’individus tolérants SENSIBILITE Evaluation de la sensibilité aux perturbations, dégradation globale de la qualité de l’eau et de l’habitat Abondance
DII Densité d’individus invertivores TROPHIQUE Evaluation de la productivité du milieu
DIO Densité d’individus omnivores Evaluation du degré d’altération de la ressource alimentaire, apports organiques, enrichissement N, P...
DTI Densité totale d’individus DENSITE TOTALE Evaluation de la productivité du milieu

 CALCUL DE L’IPR

Etape 1
  • Calcul de la valeur prise par chacune des métriques « poissons » au regard de l’échantillonnage effectué sur une station. 
Etape 2
  • Prédire chacune des métriques « poissons » (occurrence et abondance) en fonction des paramètres de l’environnement, à savoir les valeurs que prendraient les métriques en situation de référence, 
Etape 3 : Calcul de la déviation
  • Détermination de l’écart entre la valeur observée et la valeur théorique pour chacune des métriques
Etape 4 : score de la déviation
  • Un score relatif à la déviation est attribué pour chacune des métriques, d’autant plus élevé que la valeur observée s’éloigne de la valeur théorique
Etape 5 :
  • Détermination de la valeur de l’IPR de la manière suivante :   IPR = ∑ scores associés aux sept métriques
Etape 6 :

Confrontation du résultat à la grille d’interprétation donnant cinq classes de qualité : 

0 à 7 Excellente 7 à 16 Bonne 16 à 25 Médiocre 25 à 36 Mauvaise > 36 Très Mauvaise

 

Fiche Méthodologique

Définitions champ d’application de la méthode de l’IBGN utilisé pour la caractérisation des populations de macroinvertébrés ( NF-T90-350, 1992)

Contenu

PRINCIPE

  • Evaluation de la qualité hydrobiologique d’un site à partir de la composition du peuplement d’invertébrés benthiques (deux métriques : richesses taxonomique et polluo-sensibilité des taxons), sensibles aux fluctuations de la pollution organique et chimique, à la nature du substrat et aux événements climatiques

MISE EN ŒUVRE

Station
  • La longueur de la station échantillonnée équivaut à 10 fois la largeur du cours d’eau
  • Les caractéristiques du lit (largeur moyenne, faciès d’écoulement, nature des berges, état de la ripisylve), la granulométrie du fond (nature du substrat et granulométrie), ainsi que la présence de végétation aquatique sont utilisées pour la description de la station
Echantillonnage
  • L’échantillonnage ne doit s’effectuer que lorsque le débit du cours d’eau est stabilisé depuis au moins 10 jours
  • Réalisation de 8 prélèvements en fonction des couples Granulométrie-végétation/Vitesse de courant (S/V) repérés par ordre d’habitabilité. Si la station ne présente pas 8 habitats, le substrat dominant est échantillonné pour une classe de vitesse différente
  • Chaque substrat est échantillonné dans la classe de vitesse la plus représentée pour ce substrat
Période d’échantillonnage
  • 2 campagnes de prélèvements sont généralement suffisantes pour caractériser le milieu
  • La période de basses-eaux estivo-automnales est la plus apte à soulever une perturbation (Température élevées, faible perturbation hydraulique, ...). Attention, pour les cours d’eau à régime nival, l’étiage se déroule en hiver
  • La période printanière constitue la plus favorable au développement des macroinvertébrés
Matériel
  • Filet d’ouverture de maille de diamètre 500 μm de type surber pour les faciès lotiques (Surface = 1/20 m2) et filet de type Haveneau pour les faciès lentiques où la profondeur est plus importante

Domaine d’application

  • Méthode non adaptée à/aux zones de Piémont, sources, ruisselets, aux Grands cours d’eau, zones estuariennes saumâtres, canaux
  • La méthode ne doit pas être appliquée aux cours d’eau pour lesquels la profondeur excède 1 m sur la majorité du lit mouillé, où la vitesse excessive du courant ne permet pas d’échantillonner l’ensemble de la mosaïque d’habitats, et où la turbidité de l’eau empêche de visualiser les supports

Interprétations

  • IBGN favorise l’échantillonnage des habitats marginaux aux détriments d’une bonne représentation des habitats dominants, ce qui induit souvent un biais important dans la représentativité de la faune par l’échantillon réalisé, et peut masquer l’effet de certaines altérations
  • L’emploi de l’IBGN est spécialement indiqué pour les perturbations qui induisent une modification de la qualité organique de l’eau et de la nature du substrat à savoir rejet de type urbain, pollution par les matières en suspension, effets secondaires de certains types de rejets (organiques, métalliques) et de l’eutrophisation par dénaturation des fonds
  • Difficulté d’interprétation d’une note basse liée à la globalité de la méthode. Les analyses physico-chimiques complémentaires sont généralement associées
  • La valeur de référence (aux alentours de 20) dans des milieux non perturbés peut s’avérer plus faible dans des situations typologiques extrêmes ou des milieux particuliers, même en l’absence de perturbations, particulièrement au niveau des zones de sources, ruisselets, … => Non prise en compte des critères biogéographiques
  • Variabilité saisonnière de la note liée aux cycles biologiques de la macrofaune benthiques et l’évolution des conditions locales
  • L’effet d’une même perturbation peut s’exprimer de manière différente selon le niveau typologique du site
  • Les invertébrés sont surtout sensibles à des perturbations chroniques ou intermittentes (si suffisamment intenses). Il est donc difficile de mettre en évidence une pollution ponctuelle
  • Les invertébrés réagissent moins à certaines composantes spatiales du milieu telles que la hauteur d’eau et la largeur du lit mouillé et présentent des sensibilités sélectives aux différents facteurs de perturbation
  • Un écart de 1 point entre deux stations peut s’avérer significatif, notamment lorsque celui-ci est répétitif. A l’inverse, une note invariable ne signifie pas qu’il n’y a pas d’effet perturbant
  • Pas de prise en compte de la structure du peuplement qui pourrait mettre en valeur des déséquilibres des populations d’invertébrés
Fiche Méthodologique

Index de qualité des différents taxons indicateurs de l’indice biologique lacustre (IBL)

Contenu
Valeur de l’index de qualité des différents taxons indicateurs de la zone littorale (d’après Verneaux et al. 2004)
Taxon indicateur collecté dans 50 % des prélèvements de la zone littorale Zl (2m) Valeur de l’index de qualité (ql)
Ephemera – Paratendipes – Heterotrissocladius tous les genres de Plecoptera 1.0
Tous les genres de Trichoptera et d’Ephemeroptera sauf Ephemera et Caenis 0.9
Tous les genres de Diamesinae et d’Orthocladiinae sauf Cricotopus (lato sensu) et Heterotrissocladius
Tous les genres de Tanytarsini sauf Cladotanytarsus, Paratanytarsus et Tanytarsus
0.8
Tous les genres de Tanypodinae sauf Procladius et Tanypus
Tous les genres de Chironomini sauf Paratendipes, Dicrotendipes, Glyptotendipes, Tribelos et Chironomus
0.7
Sialis, Pisidium, Cladotanytarsus, Paratanytarsus, Tanytarsus, Prodiamesinae 0.6
Caenis, Tanypus, Dicrotendipes, Glyptotendipes, Tribelos, Cricotopus (lato sensu) 0.5
Chironomus, Procladius 0.4
Oligochaeta sauf Tubificidae 0.3
Chaoborus
Tubificidae sans soies capillaires
0.2
Tubificidae avec soies capillaires
Nematoda
0.1

 

Fiche Méthodologique

Description et champs d’application de la méthode de l’IBMR (Indice Biologique Macrophytique en Rivière) Norme NF T 90-395, oct 2003

Contenu

Principe

  • Evaluation de l’état de trophie des eaux (liée aux formes réduites de l’Azote et Ortophosphates) et de la structure de l’habitat, basée sur un examen des végétaux aquatiques et amphibies et de leur recouvrement. 208 taxons sont considérés (50 % de Phanérogames)

Mise en oeuvre

Station
  • Identification sur un tronçon de 50 m (norme) à 100 m de rivière (préconisations GIS)
  • Recherche d’un faciès lotique (prioritaire) et d’un faciès  lentique (complémentaire)
Echantillonnage
  • Observation in situ des macrophytes (de visu ou à l’aide d’un aquascop) avec estimation du taux de recouvrement (niveau espèce sauf pour les microalgues : genre) 
  • Une campagne est suffisante à la caractérisation du milieu
  • La turbidité du milieu devra être suffisamment faible pour permettre une bonne visibilité du fond
Période d’échantillonnage
  • La période de développement végétatif (de mi-juin à septembre) devra être privilégiée
  • Echantillonnage dans des conditions hydrologiques stables

Méthode de calcul

IBMR = (∑CSi*Ei*Ki) / (∑ Ei*Ki)
Avec : 
CSi : cote spécifique de niveau de trophie
Ei : coefficient de sténoécie
Ki : coefficient d’abondance

Niveau de trophie

5 niveaux de trophie sont définis selon la note obtenue :

14  - ≤20 Très faible 12 - ≤14 Faible 10 - ≤12 Moyen 8 - ≤10 Elevé 0 -≤8 Très élevé

 

Champs d’application

  • Non adaptée à/aux : torrents alpins, milieux stagnants (lac, mare, ...), zones saumâtres
  • Détermination délicate
  • Limites en terme d’échantillonnage et de représentativité lorsqu’il y a peu d’espèces, que leur taux de recouvrement est faible ou leur développement fugace.
  • Relations espèces-milieu probablement insuffisamment représentatives de la diversité nationale
  • Observation directe impossible en zone profonde