Man and River Systems - Paris, March 25th-27th, 1998.

Bilingual French-English poster : Study of the general and functional Loire river typology for a better restoration of the hydrosystem. Bacchi M, Garcia XF, Berton JP.

Abstract

Considérée comme l'un des derniers grands fleuves naturels de France ou même d'Europe, la Loire n'a pourtant pas été épargnée par les actions anthropiques. De la construction des premières levées au 12ème siècle pour limiter les inondations, à l'implantation de très nombreux ouvrages destinés à favoriser la navigation au 19ème siècle, l'homme n'a eu cesse de modifier le fleuve pour pouvoir y exercer ses propres activités. Bien que l'arrivée du chemin de fer au siècle dernier ait brutalement stoppé ces aménagements lourds destinés à la navigation, les ouvrages réalisés n'ont pas pour autant été détruits lors du retrait de la Loire de la nomenclature des cours d'eau navigables. Laissés en l'état, ils ont contribué et contribuent toujours à la chenalisation du lit. Ce phénomène mis en évidence sur différents sites par des études diachroniques réalisées à partir de la comparaison de plans anciens et de photos récentes n'a toutefois pas été le seul responsable de la profonde modification du lit. On peut notamment citer les principaux facteurs aggravants suivants :

- L'extraction massive de granulats de l'après guerre jusqu'en 1995 qui a favorisé l'abaissement de la ligne d'eau d'étiage et donc la déconnexion des annexes hydrauliques,

- L'abandon des usages dans la Loire endiguée qui a rendu possible le développement d'une importante végétation dans le lit du fleuve accélérant d'autant les processus de chenalisation,

- La mise en place de grands ouvrages qui, en contrôlant les débits du fleuve, ne permettent plus le transfert des sédiments ou même de certaines populations animales.

Notons enfin les très nombreuses pollutions sur l'ensemble du bassin générées par l'agriculture, les rejets urbains ou industriels.

Face à ces déséquilibres et aux conséquences dramatiques qui pourraient en résulter, le gouvernement a choisi de lancer un grand programme appelé Plan Loire Grandeur Nature (PLGN) dont les principaux objectifs visent à restaurer le lit de la Loire pour assurer la sécurité des biens et des personnes tout en maintenant voire même en améliorant la diversité de l'écosystème.

Cette démarche entreprise depuis 1994, a nécessité des efforts financiers importants ainsi que des investigations poussées du milieu biologique. Celles-ci ont pour objet de préciser l'état actuel du système par rapport a une situation passée et de proposer en tenant compte du fonctionnement des différents écosystèmes présents, des méthodologies de restauration qui permettent de satisfaire l'ensemble des objectifs définis par le PLGN.

Ces investigations se sont heurtées d'emblée à deux problèmes.

Premièrement un manque complet de suivi biologique qui aurait permis de dresser un inventaire des espèces présentent ou passées. L'absence d'une typologie fiable ne permettait pas de généraliser à l'ensemble du cours de la Loire des observations, aussi précises soient-elles, sur un site déterminé. Afin de pallier à cette carence, une collecte de toutes les données disponibles a été réalisée et une typologie faisant référence à la présence-absence des taxa a pu être établies. Ces travaux mettent en évidence le fort potentiel biologique de la Loire puisque de très nombreuses espèces ligériennes encore présentent n'ont plus été observées depuis très longtemps sur d'autres grands fleuves comme par exemple le Rhin.

De plus, la courbe typologique obtenue montre une réelle différenciation de l'ensemble du cours de la Loire, y compris des secteurs qui semblaient avoir un fonctionnement identique. Des études plus fines actuellement en cours démontrent la présence d'espèces qui n'ont jusqu'alors jamais été signalées en France ou qui n'ont fait à ce jour, l'objet d'aucune description.

La deuxième problématique a été de prévoir l'impact des travaux de restauration sur les peuplements en place et à l'inverse d'essayer de caractériser les effets qu'ont pu avoir les différentes actions de l'homme sur le fonctionnement de l'écosystème. La Loire ayant une structure hydrologique et sédimentaire très variable dans l'espace et le temps, une telle approche ne pouvait se faire que par la compréhension de la dynamique des interactions entre les différentes composantes de l'hydrosystème.

En effet l'analyse des co-structures entre faune benthique et facteurs de microdistribution rend possible la hiérarchisation des paramètres susceptibles de caractériser l'espace ligérien considéré. Cette analyse permet, par la description des habitats et des peuplements associés, une estimation qualitative, voire quantitative, de l'état de l'écosystème et par conséquent de l'impact des travaux de restauration ou d'entretien prévu.

Ainsi, nous avons pu montrer que, sur deux sites ligériens apparemment semblables par leur fonctionnement morphodynamique mais distants de quelques 200 km (La Charité sur Loire en aval du bec d'Allier et Bréhémont en aval de Tours), la nature des peuplements et la répartition spatiale et temporelle des macro-invertébrés présentent des disparités très importantes quelques soient les sous-sytèmes hydrauliques échantillonnés.

Cette disparité observée au niveau stationnel l'est aussi à l'échelle du micro-habitat. En effet, si nous retrouvons sur les deux sites une structure classique d'organisation de la macro-faune explicable en fonction de différents paramètres connus (nature du substrat, espaces interstitiels disponibles…), nous avons pu mettre en évidence entre les deux stations, des différences sensibles de colonisation de même substrats en fonction des vitesses de courant. Ainsi sur le site de Bréhémont, si une vitesse élevée induit une simplification et une similarité du peuplement quelque soit la nature du substrat échantillonné, il n'en va pas de même sur le site de la charité ou notamment pour les substrats organiques les peuplements restent semblables quelques soit la vitesse considérée.

L'analyse de ces différents comportements et l'établissement d'une typologie fonctionelle font ressortir les principaux facteurs de structuration de la faune. Cela permet une meilleure compréhension du fonctionnement de l'hydrosystème utile pour optimiser les schémas de réaménagement envisagés sur l'ensemble de la Loire moyenne. Ceci est particulièrement vrai pour la restauration des annexes hydrauliques ou du lit principal de la Loire dont certains substrats (bois immergés, racines, blocs…) constituent les habitats les plus riches et les plus diversifiés qu'il conviendra de "ménager" si l'on veut conserver à l'hydrosystème un fort potentiel biologique. Ce travail permet aussi d'entrevoir a posteriori les effets possibles des perturbations anthropiques, comme par exemple la réduction d'un tiers de la largeur du chenal d'étiage, sur le fonctionnement global de l'hydrosystème.

La nécessaire mise au point d'un protocole d'échantillonnage stratifié pour réaliser cette étude pourra conduire à l'établissement d'un indice adapté à la problématique particulière de l'analyse faunistique d'un fleuve à forte dynamique spatiale et temporelle.

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