Proposition dun schma dorganisation pour la DiR Bourgogne FrancheComt

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Problématique des éclusées hydroélectriques ------
------------------------------- Caractérisation
de la perturbation hydrologique Impacts et
mesures de mitigation
Courret D., Chanseau M., Lascaux J.M., Larinier
M. Présenté par Courret D. (courret_at_imft.fr) ONEMA
Pôle Ecohydraulique

•  Saumon atlantique pour une bonne gestion des
  habitats et des salmonicultures de repeuplement 
• Pau, 21 22 octobre 2009

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Introduction

• Définition du fonctionnement par éclusées
• Du point de vue de la production hydroélectrique
  production dune énergie de pointe par le
  turbinage, ciblé dans le temps, de volumes deau
  préalablement stockés dans des retenues.
• Du point de vue du ressenti dans le cours deau
  variations brutales de débit à la hausse ou à la
  baisse, dues respectivement à la mise en route ou
  à larrêt des turbines.
• De nombreux cours deau à saumon touchés
• Dans le Massif Central Allier, Sioule,
  Dordogne, Maronne, Cère, Vézère
• Dans les Pyrénées Gave dOssau, Gave de Pau,
  Neste, Pique, Garonne, Ariège.

Plan

• Caractérisation des perturbations hydrologiques
  induites par un fonctionnement par éclusées.
• Impacts sur les différentes phases du cycle de
  développement du saumon atlantique et mesures de
  mitigation envisageables

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Caractérisation des perturbations hydrologiques
induites par un fonctionnement par éclusées

• Toutes les composantes du régime hydrologique
  peuvent être altérées
• Phénomènes de stockage déstockage saisonniers.
• Modifications de la fréquence des débits
  étiage, gamme de turbinage, crues
• Modifications des caractéristiques des variations
  de débit nombre, timing, débit de base, débit
  maximum, amplitudes, gradients

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Caractérisation des perturbations hydrologiques
induites par un fonctionnement par éclusées

• Analyse de la modification de la fréquence des
  débits
• ? Aggravation ou soutien des périodes de faibles
  débits et détiage selon les mois.
• ? Augmentation de fréquence des débits de la
  gamme de turbinage.
• ? Écrêtage des crues moyennes, voire fortes.
• Par comparaison des courbes de débits classés en
  hydrologie naturelle et influencée, aux échelles
  annuelles et surtout mensuelles.

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Caractérisation des perturbations hydrologiques
induites par un fonctionnement par éclusées

• Caractérisation des régimes déclusées
• Débit de base,
• Débit maximum,
• Amplitude,
• Gradient,
• ? en m3/s ou en du module

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Eclusées hebdomadaire
Eclusées journalière
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Eclusées horaire
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Caractérisation des perturbations hydrologiques
Saint-Béat - 2006

• Construction en cours dun indicateur synthétique
  de la perturbation hydrologique due aux éclusées.
• Outil de diagnostic et de suivi des mesures mise
  en uvre.

Chaum - 2006
Valentine - 2006
Amont
Aval
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Impacts et mesures de mitigation

• Problématique de lexondation des frayères
• Suivi des frayères pour vérifier et quantifier
  les exondations.
• ? Fixation dun débit minimum assurant le
  maintien en eau des frayères, depuis la période
  de reproduction jusquà lémergence des alevins
  (de novembre à avril mai).
• travaux ponctuels de régalage sur certains
  sites encore problématiques.
• Définition à partir de lévolution de la mise en
  eau des sites de fraie en fonction du débit
  (évaluée par modélisation hydraulique ou mesures
  à plusieurs débits).

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Impacts et mesures de mitigation

• Déficit de granulométrie favorable à la fraie
• Blocage du transit sédimentaire au niveau des
  grandes retenues.
• Rétablissement du transit par des opérations de
  gestion généralement impossible.
• ? Compensation par des apports ciblés de
  granulométrie favorable (création de nouveaux
  sites ou extension de sites résiduels).
• Sassurer de la stabilité des apports, ainsi que
  de la mise en eau et de la fonctionnalité des
  sites.

Carte de stabilité de différentes granulométries
lors dune crue biennale
Apport en RG à laval du pont dArgentat sur la
Dordogne
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Impacts et mesures de mitigation

• Echouage-piégeage des alevins lors des baisses de
  débit (1/2)
• Suivis biologiques
• Identification et typologie des sites
  problématiques bras annexes, bancs de galets en
  lit mineur, cordons rivulaires,
• Identifications des baisses de débit
  préjudiciables.
• Modélisations hydrauliques ou mesures à plusieurs
  débits pour connaître
• les débits de connexion des bras annexes.
• lévolution de la surface mouillée en fonction du
  débit.
• les cotes dalimentation des dépressions
  piégeuses.

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Impacts et mesures de mitigation

• Echouage-piégeage des alevins lors des baisses de
  débit (2/2)
• ? Fixation dun débit minimum pour maintenir en
  eau des sites problématiques et donc éviter de
  les déconnecter ou de les exonder.
• ? Limitation du débit maximum des éclusées pour
  éviter de mettre en eau des zones piégeuses lors
  de la prochaine baisse.
• ? Limitation des gradients à 5-10 cm/h selon la
  morphologie du lit pour réduire les échouages
  (pas efficace sur le piégeage).
• Sensibilité des alevins de lémergence jusquà
  une taille denviron 50 mm (mi-mars juin).
• travaux ponctuels sur la morphologie pour
• assurer lalimentation pérenne de bras annexe.
• supprimer des zones piégeuses.

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Impacts et mesures de mitigation

• Dérive des alevins lors des hausses de débit
• Problématique difficile à appréhender (devenir
  des alevins, mortalités ?).
• Dérive dautant plus forte que le débit de base
  est faible et que le rapport débit maximum /
  débit sur base est fort.
• ? Limiter le rapport débit maximum / débit sur
  base à des valeurs de lordre de 4 à 6.
• ? Limiter le débit maximum des éclusées pour
  conserver des zones compatibles avec les
  capacités de nage des alevins.
• Sensibilité des alevins à la dérive de
  lémergence jusquà une taille denviron 50 mm.

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Impacts et mesures de mitigation

• Fonctionnalité des habitats de croissance estival
  hors éclusées
• Eclusées souvent peu fréquentes en période
  estivale ? temps passé au débit minimum pouvant
  être important.
• ? Fixation dun débit minimum estival
  garantissant une bonne fonctionnalité des
  habitats de croissance.
• Modélisation hydraulique méthode des
  microhabitats.

Fonctionnalité des habitats de juvéniles de
saumon sur la Dordogne
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Conclusions (1/2)

• Grande variabilité des régimes déclusées ?
  Diversité des situations.
• Impacts sur les différentes phases du cycle de
  développement du saumon multiples et complexes
  (présentation non exhaustive).
• Besoins de suivis biologiques long-terme
  (frayères, échouage-piégeage des alevins,
  abondances automnales) pour
• mettre en évidence et évaluer les impacts
• suivi de lefficacité des mesures mises en uvre.
• ? suivis lourds à mettre en place.
• Nécessité de caractériser finement les
  perturbations hydrologiques induites par chaque
  régime déclusées pour
• mieux en appréhender et comprendre les impacts,
• pouvoir proposer des mesures de mitigation
  adaptées,
• et en évaluer les conséquences sur la production
  hydroélectrique.
• Mise en uvre de modélisations hydrauliques
  utiles pour
• définir les mesures de mitigation
• et concevoir les opérations de travaux.

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Conclusions (2/2)

• Mesures hydrologiques à privilégier ? concerne
  lensemble du linéaire.
• Compléments par des travaux ponctuels sur la
  morphologie du cours deau.
• Le débit de base ou débit minimum est un
  paramètre primordial,
• mais la réflexion doit également porter sur
  lamplitude ou le débit maximum des éclusées et
  sur leurs gradients.
• Saisonnalité des mesures en fonction des phases
  du cycle de développement du saumon
• ? phase démergence et de post-émergence des
  alevins particulièrement sensible.