Débits écologiques : la place des modèles d’habitat hydraulique dans une démarche intégrée

Ecological flows: the role of hydraulic habitat models within an integrated framework

¹ IRSTEA, UR MALY, 5 rue de la Doua, CS 70077, 69626 Villeurbanne Cedex, France
² ONEMA, 5 allée Félix Nadar, 94300 Vincennes, France
³ ECOGEA, 352 avenue Roger Tissandié, 31600 Muret, France
⁴ IRSTEA, UR HYAX, 3275 route de Cézanne, CS 40061, 13182 Aix-en-Provence Cedex 5, France
⁵ Asconit-Consultants, Parc Scientifique Tony Garnier, 6–8 espace Henry Vallée, 69366 Lyon cedex 07, France
⁶ EDF Recherche et Développement, Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement, 6 quai Watier, 78401 Chatou Cedex, France
⁷ Agence de l’eau Rhône Méditerranée et Corse, 2 allée de Lodz, 69007 Lyon, France
⁸ Onema, pôle écohydraulique, IMFT, Allée du Pr. C. Soula, 31400 Toulouse, France
⁹ IRSTEA, UR HHLY, 5 rue de la Doua, CS 70077, 69626 Villeurbanne Cedex, France

Résumé

Deux types d’approches techniques complémentaires sont utilisées pour guider l’établissement des débits écologiques, à l’échelle des tronçons de cours d’eau (ex. : débits réservés) comme à l’échelle de bassins versants (ex. : débits objectifs d’étiage). Les approches « hydrologiques » visent à quantifier les altérations de multiples caractéristiques du régime hydrologique et reposent sur l’identification (délicate) de relations empiriques entre altérations hydrologiques et biologiques. Les approches « habitat hydraulique », ciblées sur les débits bas à moyens, couplent des modèles hydrauliques et des modèles biologiques pour traduire certaines modifications hydrologiques en modification de qualité de l’habitat hydraulique pour les organismes. Elles ont parfois apporté des prédictions convaincantes des effets biologiques des modifications de débits d’étiage. Ces deux approches techniques ne fournissent pas directement de valeurs de débits écologiques. Nous formalisons ici une démarche technique de définition des débits écologiques, basée sur la comparaison de scénarios de gestion et une meilleure combinaison des deux approches. La démarche comprend quatre étapes : (1) la description du contexte hydrologique naturalisé et actuel, des usages actuels et des scénarios de gestion envisagés (2) la description du contexte écologique au sens large, (3) l’identification des métriques pertinentes (hydrologiques et/ou habitats et/ou autres) pour décrire les effets des scénarios (modifications des usages, effets sur le milieu) et (4) la comparaison des scénarios. Cette démarche ne se passe pas d’expertise et doit s’accompagner d’une définition des objectifs partagée par les acteurs ainsi que de retours d’expérience, aspects non détaillés ici.

Abstract

Two complementary technical approaches are used worldwide to guide the definition of e-flows, at the scale of stream reaches and/or stream catchments. Hydrological approaches are based on the description of the alteration of many components of the flow regime; they rely on the (difficult) identification of relationships between flow alteration and biological alteration. Hydraulic-habitat approaches essentially deal with low to medium flow rates. They combine hydraulic models of reaches with biological models in order to translate some hydrological changes into habitat changes for aquatic organisms. They sometimes provided convincing predictions of the biological effects of low flow changes. These two approaches do not directly provide e-flow values. Here, we formalize a technical framework for defining e-flows, based on the comparison of management scenarios and an improved combination of hydrological and habitat approaches. Four steps are involved: (1) the description of the natural and current hydrological contexts, current water uses and management scenarios; (2) the description of the ecological context; (3) the identification of appropriate metrics (based on hydrology or habitat) to describe the effects of scenarios (changes in water uses and ecological effects); (4) the comparison of scenarios. Applying this framework requires expertise, well defined objectives shared by stakeholders and appropriate monitoring of e-flow implementation.