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Etude de la qualitéhydromorphologique de la rivière
Eau d’Heure avec QUALPHY
Promoteur : Dr Xavier RollinLecteurs : Freddy Devillez
Pierre GérardFrancis Guyon
Mémoire présenté par Benôıt Hecq,en vue de l’obtention du
titre de bio-ingénieur,en sciences et technologies de
l’environnement.Nature, eaux et forêts.
Année académique 2006-2007Septembre 2007
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Remerciements
Ce mémoire est l’aboutissement d’un projet personnel, né de
l’intérêt tout parti-culier envers la nature et les rivières que
mes deux grand-pères m’ont transmis. Sansl’aide de nombreuses
personnes que je tiens à remercier ici, la réalisation de ce
travailn’aurait pas été possible .
Toute ma gratitude va à mon promoteur, le Professeur Xavier
Rollin, pour letemps qu’il a consacré lorsque celui-ci lui faisait
défaut, pour les nombreuses per-sonnes qu’il nous a permis de
rencontrer, pour ses remarques et ses conseils judicieux.Nos
nombreuses discussions ont toujours été constructives et nous ont
tout le tempsencouragé à aller plus loin dans notre raisonnement.
Je le remercie de m’avoir faitpart de son esprit scientifique et
synthétique averti lors de la correction de ce mémoire.
Je remercie tout particulièrement Francis Guyon pour ses avis
d’expert, pour sonaccueil ainsi que pour nos nombreux échanges de
courriels. Les documents transmiset son expérience dans
l’application de la méthode QUALPHY ont été d’une aidecapitale
dans la réalisation de ce mémoire.
Pour ses conseils pertinents, pour les documents qui ont servi
à la réalisation de cemémoire et pour ses explications claires
et concises sur la Directive Cadre Eau et laméthode QUALPHY
adaptée à l’ensemble des masses d’eau de la Région
wallonne,j’adresse toute ma reconnaissance à Pierre Gérard.
Mes remerciements vont aussi au Professeur Freddy Devillez pour
les nombreux aviset suggestions formulés lors de nos différentes
entrevues.
Dans le cadre de ce mémoire, la rencontre avec des personnes de
terrain a vraimentaidé dans la compréhension des principes de
gestion de l’Eau d’Heure. Je tiens à ex-primer ma reconnaissance
envers Roland Montoisy et Ennio Cavalera pour le tempspassé sur le
terrain.
Je remercie chaleureusement Mireia Bes et Fabiola Gil, deux
stagiaires de la Maisonwallonne de la pêche, qui nous ont aidé
dans la réalisation des inventaires de terrain.Sans elles, cette
partie du travail aurait pris beaucoup plus de temps.
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Pour la visite sur le Bocq (en compagnie de Mr Rollin) et pour
son aide lors du testde remplissage de la fiche QUALPHY sur l’Eau
d’Heure, je salue Frédéric Dumon-ceau de la Maison wallonne de la
pêche.
La consultation des plans terriers et l’utilisation de
nombreuses données informa-tiques relatives à l’Eau d’Heure ont
été très utiles pour la réalisation de ce mémoire.Pour la mise
à disposition des documents et pour leurs nombreux conseils
judicieux,je remercie tout particulièrement Bernard de le Court et
Louis-Michel Petiau de laDirection des Cours d’Eau Non Navigables
(DCENN).
J’exprime toute ma reconnaissance envers Francis Lambot,
Directeur de la DCENN,qui nous a permis de réaliser ce travail sur
l’Eau d’Heure.
Je remercie Philippe Dierickx du Ministère de l’Equipement et
des Transports (MET)pour les données numériques transmises et
pour l’accueil chaleureux qu’il nous aréservé lors de notre
visite.
L’entrevue avec Willy Pestiaux du MET, a permis de nous
familiariser avec le com-plexe des barrages de l’Eau d’Heure. Pour
ses explications et ses données personnellesrelatives aux deux
grands lacs je lui exprime mes salutations.
Je souhaite remercier Julien Radoux pour la résolution des
problèmes rencontrés avecle logiciel ArcMap et pour l’aide
précieuse dans la détermination de la largeur du litmajeur au
moyen de sa programmation.
Pour le temps consacré à relater l’historique de la rivière
et de sa région je remercievivement André Lépine, historien de
Cerfontaine.
Les cartes anciennes ont été d’une aide précieuse dans la
phase de découpage, je re-mercie donc du fond du coeur Ruth Kalf
(Bibliothèque des Sciences Exactes) et Hu-bert Lardinois (Institut
Géographique National) pour leurs nombreuses recherches.
Je remercie Michèle Duchêne (DGRNE) et Marina Thunus (MET)
pour la mise àdisposition des nombreuses données
cartographiques.
Pour son aide et le temps qu’il m’a consacré, je remercie
François Herman, informa-ticien de l’Unité des Eau et Forêts
(UCL).
Le présent mémoire a été rédigé à l’aide du programme de
mise en page LATEX,pour son aide, j’adresse mes remerciements à
Olivier Baudry, assistant de l’Unité desEaux et Forêts (UCL).
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J’exprime toute ma reconnaissance à mes parents qui m’ont
encouragé tout au longde mon cursus universitaire et qui m’ont
permis de réaliser de telles études mais aussià mon frère pour
les bons moments passés ensemble depuis mon arrivée sur le
site.
Mes remerciements vont également à Philippe Hecq et Jean-Marie
Parmentier pourleurs conseils et les personnes vers lesquelles ils
m’ont orienté.
Enfin, je remercie tout particulièrement ma petite amie,
Christeline pour son énormesoutien et ses encouragements tout au
long de ce mémoire.
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Table des matières
Remerciements i
Introduction 1
Objectifs 3
1 L’Eau d’Heure et le sous-bassin de la Sambre 41.1 Description
du sous-bassin de la Sambre . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2
Description du sous-bassin de l’Eau d’Heure . . . . . . . . . . . .
. . 5
1.2.1 Historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 51.2.2 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 61.2.3 Climatologie . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 91.2.4 Géologie-Pédologie . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 91.2.5 Aspects piscicoles . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.2.6 Données
biologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.2.7
Statistiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 13
1.3 Identification des pressions anthropiques . . . . . . . . .
. . . . . . . 131.3.1 Population . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 131.3.2 Tourisme . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 131.3.3 Industries . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.3.4 Agriculture . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.3.5 Débit
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
141.3.6 Altérations morphologiques . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 14
1.4 Le complexe des barrages de l’Eau d’Heure . . . . . . . . .
. . . . . . 151.4.1 Historique . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 151.4.2 Révision de la capacité maximale
des barrages . . . . . . . . 161.4.3 Variations annuelles de la
capacité totale des barrages . . . . . 17
1.5 Risque de non atteinte du bon état . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 191.6 Hydrologie et débits . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 20
2 Matériels et méthodes 242.1 Choix de la méthode . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2 La méthode QUALPHY
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.3 La
typologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 27
2.3.1 Principe général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 272.3.2 Adaptation à la Région wallonne . . . . . . .
. . . . . . . . . 282.3.3 Typologie de l’Eau d’Heure . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 29
iv
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2.4 Principes de base et méthode de découpage . . . . . . . .
. . . . . . . 342.4.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 342.4.2 Longueur des tronçons et des
segments . . . . . . . . . . . . . 342.4.3 Eléments du découpage
en tronçons homogènes . . . . . . . . 352.4.4 Elements du
découpage en « segments » homogènes . . . . . . 42
2.5 Résultats du découpage . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 452.5.1 Résultats du découpage en tronçons . . .
. . . . . . . . . . . . 452.5.2 Eléments du découpage en segments
homogènes . . . . . . . . 552.5.3 Résultat final du découpage .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.6 Etude pratique : inventaires et relevés sur le terrain . .
. . . . . . . . 662.6.1 Méthodologie de terrain . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 662.6.2 Difficultés rencontrées . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.7 Travail de bureau : utilisation du logicielQUALPHY et
encodage des données . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3 Résultats 723.1 Résultats de la méthodologie QUALPHY
complète . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 723.1.1 Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 773.1.2 Regroupement et description des
segments semblables . . . . . 83
3.2 Résultats de la méthodologie simplifiée . . . . . . . . .
. . . . . . . . 893.3 Comparaison des deux méthodologies . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 93
4 Actions prioritaires et impacts sur l’indice global 994.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 994.2 Propositions d’actions prioritaires . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 99
4.2.1 Lit majeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 1004.2.2 Berges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 1004.2.3 Lit mineur . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 101
4.3 Impacts attendus des actions sur l’indice global. . . . . .
. . . . . . . 1024.3.1 Les segments contenant un obstacle à
poisson . . . . . . . . . 1024.3.2 Les segments particuliers . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034.3.3 Discussion . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5 Perspectives 1055.1 Lien entre hydromorphologie et biologie .
. . . . . . . . . . . . . . . . 1055.2 Etude des variations de
débits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055.3 Gestion
des inondations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1065.4 Plans de gestion piscicole . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 1065.5 Préservation et protection de sites . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 107
Conclusion 108
Bibliographie 109
Sources cartographiques 113
Sources en provenance d’Internet 115
v
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Annexes 117
vi
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Table des figures
1.1 Bassins et réseaux hydrographiques de l’Eau d’Heure. . . .
. . . . . . 61.2 Sous-bassin de la Sambre et masses d’eau qui y
sont associées. . . . . 71.3 Ancien barrage de Biatrooz. . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.4 Barrage mobile actuel de
Biatrooz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.5 Répartition
des zones piscicoles en fonction de la pente et la largeur
du cours d’eau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 101.6 Répartition géographique des zones piscicoles
de Huet sur l’Eau d’Heure 101.7 Qualité biologique de l’Eau
d’Heure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.8 Représentation
schématique des différents barrages. . . . . . . . . . . 171.9
Evolution annuelle de la capacité des barrages. . . . . . . . . .
. . . . 171.10 Variations des hauteurs d’eau pour le lac de l’Eau
d’Heure et le lac de
la Plate-Taille. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 181.11 Débits journaliers de 1999 . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 221.12 Débits journaliers de 2003 .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.1 Zone correspondant au type 2 . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 312.2 Zone correspondant au type 3S . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 312.3 Zone correspondant au type 4 . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 312.4 Localisation spatiale des
trois types présents sur l’Eau d’Heure. . . . 322.5 Principe
d’ordination de Strahler pour les cours d’eau. . . . . . . . .
362.6 Territoires écologiques de l’Eau d’Heure . . . . . . . . . .
. . . . . . . 452.7 Lithologie des terrains superficiels de l’Eau
d’Heure . . . . . . . . . . 462.8 Evolution de la largeur du lit
majeur de l’Eau d’Heure (SA11R) . . . 492.9 Répartition des pentes
et des transects sur l’Eau d’Heure . . . . . . . 502.10 Evolution
de la largeur du lit mineur de l’amont vers l’aval . . . . . .
522.11 Evolution du profil en long de l’Eau d’Heure (SA11R) . . . .
. . . . . 522.12 Eau d’Heure (SA11R) : limites des tronçons sur la
base des critères
géomorphologiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 542.13 Critères géomorphologiques qui ont permis la
détermination des tronçons 552.14 L’Eau d’Heure à Ham-sur-Heure
selon Ferraris . . . . . . . . . . . . . 572.15 L’Eau d’Heure à
Ham-sur-Heure selon Vandermaelen . . . . . . . . . 572.16 L’Eau
d’Heure à Ham-sur-Heure selon les cartes actuelles . . . . . . .
572.17 Cartographie des obstacles à la libre circulation des
poissons sur l’Eau
d’Heure (SA11R). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 582.18 Résultat final du découpage en tronçons et
segments homogènes pour
l’Eau l’Heure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 602.19 Carte 1 du découpage final de la zone d’étude
en segments homogènes 612.20 Carte 2 du découpage final de la
zone d’étude en segments homogènes 62
vii
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2.21 Carte 3 du découpage final de la zone d’étude en segments
homogènes 632.22 Carte 4 du découpage final de la zone d’étude
en segments homogènes 642.23 Carte 5 du découpage final de la
zone d’étude en segments homogènes 652.24 Passe à poisson non
fonctionnelle de Biatrô . . . . . . . . . . . . . . . 692.25 Passe
à poisson non fonctionnelle de Pry . . . . . . . . . . . . . . . .
692.26 Logiciel QUALPHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 702.27 Logiciel DAM . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 70
3.1 Evolution de la valeur d’ indice global sur l’Eau d’Heure
(SA11R) enfonction du segment concerné et de la distance à
l’origine. . . . . . . 75
3.2 Evolution de la valeur de l’indice partiel « lit majeur »
(LMAJ) surl’Eau d’Heure (SA11R) en fonction du segment concerné et
de la dis-tance à l’origine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 76
3.3 Evolution de la valeur de l’indice partiel « berges » sur
l’Eau d’Heure(SA11R) en fonction du segment concerné et de la
distance à l’origine. 76
3.4 Evolution de la valeur de l’indice partiel « lit mineur »
(LMIN) surl’Eau d’Heure (SA11R) en fonction du segment concerné et
de la dis-tance à l’origine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 77
3.5 Indice global pondéré . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 783.6 Répartition spatiale des valeurs de
l’indice global en fonction des trois
classes typologiques déterminées l’Eau d’Heure (SA11R) . . . .
. . . 793.7 Indice global de qualité des trois compartiments
principaux en fonction
du linéaire de l’Eau d’Heure (SA11R). . . . . . . . . . . . . .
. . . . 803.8 Représentation arborescente des différents indices
pour l’Eau d’Heure
(SA11R) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 823.9 Chenalisation de l’Eau d’Heure à l’aval des
barrages. . . . . . . . . . 843.10 Chenalisation de l’Eau d’Heure
à Pry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.11 Chenalisation de
l’Eau d’Heure à Marchienne-au-Pont. . . . . . . . . 843.12 Segment
2A, zone de débit limité longeant la pisciculture CLIP. . . .
863.13 Barrage mobile de Silenrieux en amont de la pisciculture. .
. . . . . . 863.14 Nature des berges sur le segment 5B . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 873.15 Photo aérienne du segment 5B lors
de la crue record de 2002. . . . . . 873.16 Berge bloquée en rive
gauche entre Silenrieux et Walcourt. . . . . . . 873.17 Phénomène
de piétinement par le bétail dans le segment 6C . . . . . 883.18
Absence de ripisylve en rive gauche dans le segment 6C. . . . . . .
. . 883.19 Situation généralement rencontrée dans le segment 6A.
. . . . . . . . 883.20 Situation sur carte IGN aux abords de la
pisciculture de Thy-le-Château 943.21 Situation sur le terrain aux
abords de la pisciculture de Thy-le-Château 94
5.1 Schéma décisionnel de la qualité écologique d’une masse
d’eau au ni-veau européen. Source : site Internet de la
communauté européenne. . 118
5.2 Répartition des points tous les 5m sur les deux polylines .
. . . . . . 1225.3 Polygonation de Thiessen et apparition de l’axe
. . . . . . . . . . . . 1225.4 Digitalisation de l’axe du lit
majeur (=axe de la vallée) . . . . . . . . 1225.5 Perpendiculaires
obtenues à l’aide du script de Tony Palmer . . . . . 1235.6 Fiche
de repérage du site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 1255.7 Fiche typologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 126
viii
-
5.8 Fiche de caractérisation du lit majeur . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 1275.9 Fiche de caractérisation des berges
(structure) . . . . . . . . . . . . . 1285.10 Fiche de
caractérisation des berges (végétation) . . . . . . . . . . . .
1295.11 Fiche de caractérisation du lit mineur (a) . . . . . . . .
. . . . . . . . 1305.12 Fiche de caractérisation du lit mineur (b)
. . . . . . . . . . . . . . . . 1315.13 Fiche relative à la
prolifération végétale et aux éventuelles remarques 1325.14
Répartition spatiale des profils en travers . . . . . . . . . . .
. . . . . 1335.15 Profils en travers n° 1 à 8 . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 1345.16 Profils en travers n° 9 à 16
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1355.17 Profils en
travers n° 17 à 24 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1365.18 Profils en travers n° 25 à 32 . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 1375.19 Profils en travers n° 33 à 40 . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1385.20 Profils en travers n°
41 à 48 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1395.21
Profils en travers n° 49 à 56 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 1405.22 Profils en travers n° 57 à 64 . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 1415.23 Résultats de l’indice global
et des sous-indice pour les segments 1A à
1F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 1425.24 Résultats de l’indice global et des
sous-indice pour les segments 1G à
2E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 1435.25 Résultats de l’indice global et des
sous-indice pour les segments 3A à
4E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 1445.26 Résultats de l’indice global et des
sous-indice pour les segments 5A à
6A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 1455.27 Résultats de l’indice global et des
sous-indice pour les segments 6B à
8D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 146
ix
-
Liste des tableaux
1.1 Répartition de l’occupation des sols dans le sous-bassin de
la Sambre 51.2 Importance des pressions sur les différentes masses
d’eau du sous-
bassin de l’Eau d’Heure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 151.3 Débits caractéristiques au point de sortie des
barrages entre 1992 et
2001 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 201.4 Débits caractéristiques à Marchienne-au-Pont
entre 1992 et 2001 . . . 20
2.1 Importance relative en pourcent des 3 compartiments
principaux ducours d’eau en fonction de la typologie . . . . . . .
. . . . . . . . . . 33
2.2 Classes de largeur du lit majeur . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 392.3 Classes de sinuosité . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 402.4 Classes de pente des versants .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.5 Classes de largeur
du lit mineur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.6
Classes de pente du lit mineur . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 422.7 Lithologie des terrain superficiels de l’Eau d’Heure
. . . . . . . . . . . 472.8 Valeurs de pente de l’Eau d’Heure
(SA11R) . . . . . . . . . . . . . . 532.9 Nature des berges des
différents segments déterminés sur l’Eau
d’Heure (SA11R) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 562.10 Description des obstacles et niveau de
franchissabilité . . . . . . . . . 582.11 Classification des
indices et leur signification . . . . . . . . . . . . . 71
3.1 Valeurs des indices (%) globaux et par compartiment obtenus
selon laméthode QUALPHY sur l’Eau d’Heure (SA11R). . . . . . . . .
. . . 72
3.2 Valeur de l’indice global et des indices partiels de chaque
compartiment 743.3 Coefficient de détermination (R2) entre les
différents compartiments. . 833.4 Indices de qualité
hydromorphologique obtenus par le protocole simplifié 893.5
Indices de qualité hydromorphologique obtenus par le protocole
simplifié. 933.6 Indices de qualité hydromorphologique obtenus
par le protocole complet. 93
4.1 Evolution des valeurs d’indice global sur les segments
concernés àl’aide de la simulation. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 102
x
-
Introduction
Clef de voûte du processus qui a conduit à la naissance de la
vie sur Terre, l’eauest de plus en plus au coeur de nos
préoccupations. Notre survie dépend en effetdes efforts que nous
déploierons pour protéger ou rétablir l’intégrité des
écosystèmesnaturels. La ressource naturelle la plus importante en
Région wallonne, comme dansbeaucoup de pays européens est
certainement l’eau. Sa forme la plus visible et la plusaccessible
aux actions de protection tant individuelles que collectives est la
rivièrerangée dans la catégorie « eaux de surface ». Les
rivières - et plus généralement leszones humides -, si elles
servent, in fine, à alimenter nos robinets, abritent un en-semble
d’organismes dépendants les uns des autres. Or par le biais de
digues, debarrages, de détournements, de pompages intensifs ou
d’assèchements - entre autres-, nous avons modifié cet équilibre
naturel... Les écosystèmes d’eau douce ont rapi-dement été
détruits, ou rendus artificiels. Les conséquences en sont
multiples : leszones humides ne peuvent plus filtrer l’eau, les
bras morts des rivières ne peuvent plusabriter les poissons, les
vallées alluviales ne peuvent plus contenir l’eau des crues...
Dans le but d’établir un cadre communautaire pour la protection
des massesd’eau de surface et pour gérer durablement les cours
d’eau et leurs écosystèmes, laDirective Cadre sur l’Eau (DCE) a
été instaurée au niveau européen (Parlementet Conseil
européens, 2000). Au-delà du recensement de tous les bassins
hydrogra-phiques de chaque Etat membre, cette Directive prévoit un
état des lieux de chaquedistrict hydrographique et ensuite
l’élaboration d’un plan de gestion et d’un pro-gramme de mesure
pour chaque district en vue de l’atteinte du bon état
écologiquepour l’ensemble des masses d’eau de surface en 2015.
Dans l’évaluation de l’étatécologique, la DCE donne une part
importante aux paramètres biologiques, fortementliés aux
éléments hydromorphologiques et physico-chimiques qui limitent le
bon étatécologique. L’Annexe A correspond au processus
d’évaluation de l’état écologiquedes masses d’eau selon la
Directive Cadre sur l’Eau.
Des outils numériques tels que QUALPHY (Agence de l’Eau
Rhin-Meuse) ontété développés afin de permettre l’évaluation
de la qualité physique des cours d’eau,indispensable au choix et
à la planification des actions d’amélioration des
habitatsaquatiques et à la gestion des ressources naturelles
associées. Cette étude porte surl’étude des paramètres
hydromorphomogiques de l’Eau d’Heure avec QUALPHY,rivière qui
s’étend de Cerfontaine jusqu’à Charleroi via un passage « forcé
» dans lesbarrages de l’Eau d’Heure en amont de Silenrieux.
1
-
L’utilisation de la méthode QUALPHY sur l’Eau d’Heure a été
motivée par troisfacteurs : la présence du complexe des barrages
de l’Eau d’Heure en amont (qui im-plique une gestion toute
particulière du cours d’eau), une industrialisation précoceet une
pression anthropique relativement forte. Il était donc très
intéressant d’utili-ser la méthode QUALPHY dans ce contexte afin
d’évaluer quels étaient les impactsde ces facteurs sur la
qualité physique du cours d’eau. Associée à une
observationdétaillée, in situ, du cours d’eau et de son
environnement, à l’analyse de donnéescartographiques diverses et
à l’utilisation de son logiciel, la méthode QUALPHYdébouche sur
une caractérisation objective de l’Eau d’Heure et permet de
calculerle niveau d’altération de chaque compartiment afin de
dégager les premiers élémentspour l’élaboration d’un programme
de mesures conforme eaux exigences de la DCE.
Dans l’état actuel des choses et à notre connaissance, encore
aucun travail netraite de la rivière Eau d’Heure et de sa qualité
hydromorphologique. C’est pourquoinous avons entrepris la présente
étude dont les objectifs sont exposés ci-après.
Après l’exposé des objectifs, le premier chapitre de ce
travail concernera unedescription générale du sous-bassin de la
Sambre et de la rivière Eau d’Heure enparticulier. Une deuxième
partie présentera la méthode d’évaluation de la
qualitéhydromorphologique des cours d’eau, QUALPHY. Les résultats
obtenus par cetteméthode ainsi qu’une comparaison avec la méthode
QUALPHY « simplifiée » serontprésentés au chapitre trois. Enfin,
les deux dernières parties de ce mémoire serontconsacrées
respectivement au choix des actions de restauration du milieu et
auxperspectives de ce travail.
2
-
Objectifs
Objectif principal
L’objectif principal du présent travail consiste en
l’application de la méthodeQUALPHY à l’ensemble de la masse d’eau
de l’Eau d’Heure en aval des barrages(SA11R). Pour cela, il a été
nécessaire de diviser le travail en trois parties : la
premièrecorrespond au découpage préalable de la rivière en
tronçons et segments homogènesselon des critères
géomorphologiques et anthropiques. La deuxième partie concerneles
inventaires de terrain proprement dits et enfin, la troisième
concerne l’encodagedes données dans le logiciel QUALPHY et
l’analyse des résultats obtenus. Sur la basede ces résultats, il
est possible d’évaluer la qualité hydromorphologique de la
rivièreafin d’estimer l’état de dégradation actuel par rapport
à la situation de référence.
Objectifs secondaires
Il y a deux objectifs secondaires qui correspondent
respectivement à un travailde comparaison et de simulation.
Le premier objectif est de comparer nos résultats, obtenus sur
la base de la mé-thode QUALPHY complète, à ceux obtenus par
Guyon et al. (2006) pour l’ensembledes cours d’eau wallons, obtenus
à l’aide de la méthodologie QUALPHY simplifiée.En effet, une
étude QUALPHY de type complète réalisée en 2005 sur le Bocq
(VanBrussel, 2005) avait déjà mis en avant certaines discordances
entre les deux méthodes.De plus, les résultats obtenus par cette
comparaison seront utiles à l’Autorité admi-nistrative régionale
qui porte un intérêt envers la méthodologie qui a été
utilisée auniveau wallon (QUALPHY simplifiée).
Le deuxième objectif secondaire concerne l’utilisation de ces
résultats comme ou-til d’aide à la décision à destination des
gestionnaires des cours d’eau. En effet, surla base de ces
résultats et à l’aide du logiciel QUALPHY, il est possible de
simulerdifférents aménagements de restauration sur des segments
dégradés et de mesurerquel seraient leurs impacts sur les indices
de qualité hydromorphologique.
3
-
Chapitre 1
L’Eau d’Heure et le sous-bassin dela Sambre
1.1 Description du sous-bassin de la Sambre
La Directive cadre-eau 2000/60/CE de la Communauté européenne
impose auxétats membres d’atteindre le « bon état écologique »
de leurs masses d’eaux naturellesau plus tard en décembre 2015.
Dans ce but, de nouveaux concepts ont été élaborés,notamment au
niveau géographique. L’ensemble des masses d’eaux a été divisé
enplusieurs « districts hydrographiques » qui doivent respecter les
objectifs de la Direc-tive. Ces districts correspondent aux bassins
et sous-bassins hydrographiques. Il étaitdevenu nécessaire de
réfléchir, non plus en termes de limites administratives,
maisbien en termes de limites naturelles. En Wallonie, il existe
quatre bassins (Escaut,Meuse, Rhin et Seine) et quinze sous-bassins
(l’Amblève, la Dendre, Dyle-Gette,Escaut-Lys, la Haine, la Lesse,
la Meuse amont, la Meuse aval, la Moselle, l’Oise,l’Ourthe,
Semois-Chiers, la Sambre, la Senne et la Vesdre). Le sous-bassin de
laSambre, avec ses 1700 km2 (Ministère de la Région wallonne,
2005) fait partie dubassin de la Meuse. En Wallonie, il comprend 40
communes1 et se caractérise parune zone plus urbaine au nord
(Charleroi et sa périphérie) et une zone plus ruraleau sud. A la
fin des années 80, la répartition de l’occupation du sol2 du
sous-bassindonnait les résultats présentés au Tableau 1.1
(Ministère de la Région wallonne -Direction Générale de
l’Aménagement du territoire, 1988) .
Le sous-sol du sous-bassin, situé en région condruzienne, est
constitué de trois for-mations aquifères principales : les
massifs schisto-gréseux du primaire, les calcaires duprimaire et
les sables du tertiaire ainsi que les calcaires du primaire. La
pédologie dece sous-bassin se caractérise par la dominance de
sols limoneux à limono-caillouteux.
Le sous-bassin de la Sambre fait l’objet de plusieurs contrats
de rivière dont no-tamment le contrat Sambre et affluents, Ry de
Fosses-Basse Sambre et Haute-Sambre.
1Aiseau, Beaumont, Cerfontaine, Chappelle-lez-Herlaimont,
Charleroi, Châtelet, Chimay, Cour-celles, Erquelinnes,
Estinnes,Farciennes, Fleurus, Floreffe, Florennes, Fontaine
l’Eveque, Fosses-la-ville, Froidchapelle, Gembloux, Gerpinnes,
Ham-sur-Heure Nalinnes, Jemeppe-sur-Sambre, LaBruyère, Les Bons
Villers, Lobbes, Merbes-le-Chateau, Mettet, Momignies,
Montigny-le-Tilleul,Namur, Perwez, Philippeville, Pont-à-Celles,
Profondeville, Sambreville, Seneffe, Sivry-Rance, Som-breffe,
Thuin, Villers-la-Ville et Walcourt
2Utilisation d’images satellites SPOT LANDSAT
4
-
Ces contrats prévoient des programmes d’actions pour une
gestion intégrée et consen-suelle du cours d’eau (IGRETEC, 2006).
Pour la masse d’eau étudiée (SA11R), ils’agit du contrat de
rivière « Sambre et affluents ».
Tab. 1.1 – Répartition de l’occupation des sols dans le
sous-bassin de la Sambre.Source : Ministère de la Région
wallonne, 2005.
Type d’occupation Taux d’occupationCultures 39,2%Prairies
20,6%
Forêts de feuillus 14,6%Zones urbaines 11,4%
Forêts de conifères 2,7%Divers et non cartographié 11,6%
1.2 Description du sous-bassin de l’Eau d’Heure
1.2.1 Historique
Résumé de l’entretien avec Mr Lépine, historien de
Cerfontaine
L’étymologie des noms de lieux et des noms de rivières a
toujours été hypothétique(de nombreux villages datent de
l’époque des invasions par les Francs). Plus de 75%des mots
proviennent des Romains et des Francs même s’ils se sont
construits sur unsubstrat gaulois. L’étymologie de l’Eau d’Heure
est double : l’étymologie populaireet l’étymologie
historique.L’étymologie populaire se base sur une caractéristique
de l’Eau d’Heure. En casde fortes pluies, il était fréquent
d’observer un changement très rapide du régime hy-drologique de
ce cours d’eau. Les gens parlaient d’une montée du niveau de la
rivièred’un mètre en une heure, d’où le nom d’Eau d’Heure ; le
cours d’eau qui monte d’unmètre en une heure. De nombreux
témoignages historiques rapportent des noyadesd’enfants surpris
par ces changements de débits.L’étymologie historique se fonde
sur la signification du mot Heure. Ce mot pour-rait être l’exemple
d’un terme provenant de « aar », terme pré-celtique
signifiantl’eau courante. On retrouve des exemples de l’utilisation
de cette racine dans denombreuses rivières ou communes : l’Aar
(Suisse), l’Eure et Loire (France), l’Our(Belgique)... Enfin, deux
communes sur le tracé de l’Eau d’Heure y font aussi allu-sion :
Ham-sur-Heure (le « hameau » sur l’Heure) et Cour-sur-Heure (le
domaine surl’Heure)3.
3Du latin ancien courtis, le domaine.
5
-
1.2.2 Description
Suite à la construction des barrages en amont du village de
Silenrieux, l’Eaud’Heure a vu sa configuration initiale modifiée
(cf. paragraphe 1.4). Actuellement,ce cours d’eau prend sa source
dans les Fagnes, plus précisément dans le bois deCerfontaine à 4
km en amont du barrage de l’Eau d’Heure (Bassin de l’Eau d’Heureen
amont des barrages. Figure 1.1.).
Fig. 1.1 – Bassins et réseaux hydrographiques de l’Eau
d’Heure.
6
-
Comme nous l’avons précisé précédemment, l’Eau d’Heure fait
partie intégrantedu sous-bassin de la Sambre, elle est non
naviguable, d’une longueur de 35,55 km4
et ses affluents principaux sont la Thyria5, le Ruisseau
d’Yves6, et dans une moindremesure le Ruisseau du Moulin7, et le
Ruisseau du Fond des Bois8. La Figure 1.1représente une vue
globale du bassin hydrographique de l’Eau d’Heure et de
sesaffluents ; la Figure 1.2 correspond aux masses d’eau qui y sont
associées.
Fig. 1.2 – Sous-bassin de la Sambre et masses d’eau qui y sont
associées. Sourcecartographique : Ministère de la Région
wallonne, 2005.
Au fil de son parcours, ce cours d’eau traverse 10 villages9 ;
il passe ainsi des zonesnaturelles aux zones urbanisées10.
La rivière présente une dénivellation de 79 m11 entre
Silenrieux (altitude de 180m au lieu-dit de Beaupont) et
Marchienne-au-Pont (altitude de 101 m au lieu-ditMarchienne Zone).
Cette valeur, divisée par la longueur du cours d’eau entre cesdeux
points correspond à une pente moyenne de plus ou moins 2,1‰(cf.
profil entravers de la Figure 2.11 au Chapitre 2).
4Distance mesurée sous Arcmap après digitalisation du lit
principal de la rivière.5Confluence dans la commune de Thy le
Château.6Confluence dans la commune de Walcourt.7Confluence à
mi-chemin entre la commune de Cour-sur-Heure et
d’Ham-sur-Heure.8Confluence à Pry.9Silenrieux, Walcourt, Pry lez
Walcourt, Thy le Chateau, Berzée, Cour-sur-Heure, Jamioulx,
Mont-sur-Marchienne, Montigny-le-Tilleul et Marchienne au
Pont.10C’est l’une des raisons supplémentaires qui rend ce cours
d’eau si particulier (communication
personnelle de Pierre Gerard, CRNFB, 2007).11Calculée sur la
base des plans terriers.
7
-
La gestion de la rivière au niveau des aménagements et des
entretiens est priseen charge par la Division de l’eau de la
Direction générale des Ressources naturelleset de l’environnement
(DGRNE) mais le Ministère wallon de l’équipement et destransports
(MET) a lui aussi un rôle de gestion, notamment au niveau du
contrôledes débits sortants en amont et au niveau des barrages à
clapet présents sur le coursd’eau dont l’entretien leur
incombe.
Ces petits barrages mobiles sont présents le long du parcours,
d’aval en amont ;ils se situent à Montigny-le-Tilleul, Jamioulx,
Ham-sur-Heure, Pry et Silenrieux. Laréalisation de ces barrages
par le MET visait à réguler au mieux le débit entre l’amontet
l’aval tout en procurant un maximum de sécurité aux riverains en
cas de varia-tions importantes des débits. Ces ouvrages ont
remplacé ou remplaceront les vieuxouvrages qui présentent un
obstacle majeur à l’écoulement des eaux en cas de crues.
Les Figures 1.3 et 1.4, montrent respectivement l’ancien barrage
à Biatrooz et lebarrage mobile actuel.
Fig. 1.3 – Ancien barrage de Biatrooz.Crédit photographique :
image trouvéesur www.ebay.be, pas d’auteur connu etnon daté.
Fig. 1.4 – Barrage mobile actuel de Bi-atrooz.Crédit
photographique : Hecq Benôıt,photo prise le 27/04/2007.
Le fonctionnement de ces barrages est de type « mécanique à
contre-poids », leclapet s’abaissant ou se relevant en fonction de
la force exercée par l’eau. Le clapetest donc relevé au maximum
en période d’étiage, laissant passer un minimum d’eauet
inversement en période de crue.Ces petits barrages servent
principalement à (communication personnelle de PhilippeDierickx,
MET, 2007) :
– maintenir le niveau de la rivière constant en amont de ces
ouvrages, pour ali-menter des prises d’eau ou des ouvrages de
dérivation,
– tamponner et diluer les eaux usées qui se déversent dans ces
dérivations et quiconstituent des sources de mauvaises odeurs en
période d’étiage12.
12L’installation récente d’un système d’égouttage et d’une
station d’épuration à Beignée devraitpermettre de résoudre
partiellement ce point.
8
-
.Notons enfin qu’aucune zone protégée n’est comprise
actuellement dans le réseau
NATURA 2000 (cartographie interactive du portail cartographique
de la Division dela nature et des forêts (DNF)).
1.2.3 Climatologie
Les températures moyennes annuelles sont modérées (plus ou
moins 10 degrésCelsius) et les vents sont dominants de secteur
sud-ouest et ouest. Les précipitationsannuelles oscillent entre
800 mm dans le nord du bassin et 900 mm dans le sud dubassin. La
différence s’explique principalement par l’altitude qui est plus
élevée dansla zone située au Sud (Ministère de la Région
wallonne, 2005).
1.2.4 Géologie-Pédologie
Au niveau géologique, la première partie de l’Eau d’Heure est
principalementconstituée de massifs schisto-gréseux du Primaire
(Ministère de la Région wallonne,2005), ensuite elle passe dans
une petite partie des calcaires du Primaire
(retraverséelégèrement à Montigny-le-Tilleul), avant de
retourner sur les massifs schisto-gréseux.Pour ce qui est de la
pédologie, nous sommes face à des zones à fortes pentes
jusqu’àla confluence avec la Thyria (quelques traces de ces fortes
pentes sont encore visiblesdans la commune de Ham-sur-Heure) ;
ensuite des sols limoneux peu caillouteux etmoins pentus.
1.2.5 Aspects piscicoles
D’après le Centre de Recherche de la Nature, des Forêts et du
Bois du Ministèrede la Région wallonne à Gembloux (MRW-DGRNE),
l’Eau d’Heure (masse d’eauSA11R) appartient à la zone à barbeau
d’après la classification de Huet (1949).Suite à nos premiers
calculs, nous avons remarqué que la situation de l’Eau d’Heuresur
le graphique de Huet était à la limite entre la zone à barbeau
et la zone à ombre.Nous avons donc décomposé la pente moyenne du
cours d’eau en plusieurs zonesde pentes « homogènes » qui se
différencient les unes des autres par une rupture depente13.
Après analyse, 6 zones ont pu être identifiées. Nous avons
ensuite calculé lalargeur moyenne du lit mineur de ces 6 zones à
l’aide des plans terriers pour pouvoirappliquer nos résultats sur
la Figure 1.5 des zones piscicoles de Huet.
13Pour cela, nous avons utilisé les résultats obtenus dans le
cadre de l’analyse de pente du litmineur ( Figure 2.11 au point
2.5.1).
9
-
Fig. 1.5 – Répartition des zones piscicoles en fonction de la
pente et la largeur ducours d’eau, d’après Huet (1949). Le nom des
poissons sur le graphique correspondà l’espèce dominante
présente sur la portion de rivière et les numéros
correspondentaux 6 zones de pentes homogènes déterminées sur le
cours d’eau.
Sur cette figure, deux groupes sortent du lot : ils
correspondent à la zone à ombrepour la partie amont de la sortie
des barrages jusqu’à Pry, et à la zone à barbeaupour la partie
en aval de Pry. Exception faite de la partie 5 qui se trouve dans
la zoneà ombre et qui correspond à la portion de rivière située
entre Beignée et Jamioulx(vallée encaissée). La Figure 1.6
permet de visualiser clairement les zones présentessur le
terrain.
Fig. 1.6 – Répartition géographique des zones piscicoles de
Huet sur l’Eau d’Heure
10
-
L’Eau d’Heure comprend un nombre relativement élevé de
sociétés de pêche surson parcours : une pour chaque village
traversé par la rivière. Même si une décisiondu Fonds Piscicole
de Wallonie (24 juin 1991) interdit le déversement de truites
Arc-en-ciel sur tout le territoire wallon, une dérogation est
accordée aux sociétés de pêchepour effectuer des
rempoissonnements sur fonds propres dans les cours d’eau situésau
nord du sillon Sambre et Meuse et dans tous les cours d’eau du
Hainaut (com-munication personnelle de Serge Wasterlain, 2007). Une
étude sur les déversementsen Salmonidés dans les rivières du
Hainaut au sud de la Sambre de 1984 à 1989(Delvingt et al., 1989)
constatait que :
– « la densité de pêcheurs est très forte (jusqu’à 148
pêcheurs/ha à Ham-sur-Heure en 84-89),
– la biomasse moyenne déversée atteint généralement 2 à 6
fois la capacitéthéorique en Salmonidés du cours d’eau,
– les rivières étudiées, dont l’Eau d’Heure, pouvaient être
assimilées à despêcheries en eaux publiques ».
1.2.6 Données biologiques
Le cadre de ce travail est l’étude de la qualité physique du
cours d’eau. Plusieurscritères sont nécessaires pour atteindre le
bon état écologique : biologique, chimiqueet physique. Il est
donc intéressant d’évoquer ici, et de manière non exhaustive,
lesrésultats biologiques relatifs à l’Eau d’Heure. C’est
notamment la détermination etla classification des
macroinvertébrés présents dans une rivière qui permettent
d’enévaluer la qualité biologique.
En 1980, Mr Micha dressait la liste des niveaux de qualité
biologique des eaux desurface dans l’arrondissement de
Philippeville14. Pour le bassin de l’Eau d’Heure, dessignes nets
d’eutrophisation étaient visibles partout, même si la situation
semblaitmeilleure vers l’aval. Pour ce cours d’eau ainsi que pour
ses deux affluents principaux(Ruissseau d’Yves et Thyria), il
notait que la récupération par auto-épuration (débitsplus
importants et dilution) était plus lente que pour d’autres cours
d’eau. Il attri-buait cette différence à une densité de
population plus élevée, une surface agricoleproportionnellement
plus importante et la présence des barrages de l’Eau d’Heureen
amont.
Ces résultats, montrent clairement une diminution des
communautés d’inverté-brés polluo-sensibles de l’amont vers
l’aval. Cela traduit le passage d’une pollutionfaible en amont à
une pollution plus nette en aval.
14Site internet www.insektor.be, page consultée le
24/10/2007.
11
-
Plus récemment, la carte de la qualitébiologique et
écologique des cours d’eau aété établie (Vanden Bossche, 2005).
Pourl’Eau d’Heure, 4 stations sont concernéesen aval des barrages
(Station n° 4022à Silenrieux, 14526 à Berzée, 14527
àHam-sur-Heure et 4050 à Montigny-le-Tilleul). La Figure 1.7
représentela situation telle que révélée par lesprélèvements
effectués entre 1990 et 2002sur l’Eau d’Heure. La qualité
biologiqueest constituée de deux indicateurs : laqualité globale
(qui intègre la qualité ETla diversité taxonomique) et le
groupeindicateur (qui n’intègre que la qualité).La qualité
globale est bonne de l’exutoiredes barrages jusqu’à
Ham-sur-Heure(excepté une zone de qualité moyennedéterminée
lors des dernières mesuresréalisées à hauteur de Walcourt),
ensuite,elle devient moyenne. Notons que laqualité aval de la
Thyria et des affluentsamont des barrages présentent une qua-lité
moyenne à médiocre.
Fig. 1.7 – Evolution la qualité biologiqueet écologique des
cours d’eau de Walloniede 1990 à 2002. Le premier carré
corres-pond aux mesures réalisées entre 1990 et1996, le deuxième
entre 1997 et 1999 etle troisième entre 2000 et 2002
(VandenBossche, 2005).
12
-
1.2.7 Statistiques
La densité de population du sous-bassin de la Sambre est de 355
hab/km2, ce quiest proche de la densité moyenne du pays (340
hab/km2) mais largement supérieurà la moyenne de la Région
wallonne (200 hab/km2) (?). C’est aussi l’une des plusélevée au
monde. On observe cependant une diminution marquée de la
populationdes grandes villes au profit des villages en
périphérie, notamment ceux de la valléede l’Eau d’Heure. Les
activités humaines sont surtout centrées sur le secteur
tertiaire(71% dont 44% pour le tertiaire marchand et 27,5% pour le
tertiaire non marchand).Le secteur secondaire représente 21% et
enfin le primaire 7,6% (Ministère de la Régionwallonne,
2005).
1.3 Identification des pressions anthropiques
Les points que nous décrivons dans cette section sont inspirés
des résultats présentésdans « l’Etat des lieux du sous-bassin de
la Sambre » (Ministère de la Région wal-lonne, 2005).
Comme nous l’avons précisé au point 1.2.2, l’Eau d’Heure se
situe en zone péri-urbaine et traverse de nombreux villages qui
exercent sur elle des nombreuses pres-sions. L’analyse suivante se
base sur la masse d’eau SA11R (cf. Figure 1.2) telle quereprise
dans l’état des lieux du sous-bassin de la Sambre.
1.3.1 Population
Les nombreux villages traversés ont une influence sur les cours
d’eau. La popu-lation du sous-bassin de l’Eau d’Heure représente
9,2% de la population totale dusous-bassin de la Sambre pour 13,7%
de sa superficie totale. La vie quotidienne decette population
produit des eaux usées qu’il est nécessaire de traiter. Pour la
zonede l’Eau d’Heure, le nombre d’EH (Equivalent Habitant15) est
égal à 56.136 et lenombre d’EH traité est de 7.317 en 2004, ce
qui ne représente que 13%.
1.3.2 Tourisme
Au niveau de la Région wallonne, ce sont les campings qui
génèrent le plus d’EH.Excepté pour les barrages en amont
(eutrophisation, caractère stagnant des eaux,...),le secteur du
tourisme représente une pression peu importante en comparaison
aveccelle des ménages.
1.3.3 Industries
Actuellement dans le sous-bassin de l’Eau d’Heure, il n’existe
presque plus d’in-dustries en activité qui déversent des eaux
usées industrielles. Ici aussi, comme pourla pression de type «
tourisme », nous pouvons dire que la pression industrielle est
151 EH correspond, pour une consommation de 180l/jour et à
l’apport de 60g de DBO5, 135g deDCO, 90g de MES, 10g d’azote Kdj et
2.2g de phosphore.
13
-
faible au regard de la pression de ménages. Nous pouvons
toutefois remarquer que laprésence antérieure d’industries le
long de l’Eau d’Heure (principalement des moulinset bien avant, des
forges) a entrâıné la construction de barrages à niveau
constantdont les traces sont encore visibles actuellement et qui
génèrent encore aujourd’huiune pression importante sur la faune,
en particulier les communautés piscicoles ducours d’eau.
1.3.4 Agriculture
Par rapport aux autres pressions, l’agriculture est une pression
de type diffuse(non ponctuelle), car elle s’effectue sur l’ensemble
du territoire par l’épandage d’in-trants sur certaines surfaces
agricoles. Pour le sous-bassin de l’Eau d’Heure, l’agricul-ture
représente une occupation des sols de 48,8% de la superficie
totale. L’ensembledes fertilisants organiques et minéraux exerce
une influence sur le cours d’eau qu’ilest important de considérer
: le ruisselement et l’application de doses inadéquatesde nitrates
entrâınent souvent des problèmes d’eutrophisation des rivières.
Le phos-phore est l’élément le plus limitant de la production
primaire dans l’eau ; il doit fairel’objet d’un suivi tout
particulier.
1.3.5 Débit
La présence des barrages en amont du bassin perturbe le cycle
hydrologique dela rivière par rapport à la variabilité naturelle
saisonnière du régime hydrologique ducours d’eau. Les lâchers,
ou les retenues, d’eau peuvent homogénéiser cette variabilité,de
même ils peuvent entrâıner des effets de marnage qui peuvent
être néfastes pourla faune aquatique (Ministère de la Région
wallonne, 2005). Le débit « naissant »de la rivière à sa sortie
des barrages est de 350 l/sec (communication personnelle deRoland
Montoisy, Service de la Pêche, 2007). Ce seuil a été fixé entre
autre par lesbesoins en eaux de la pisciculture CLIP située en
aval de Silenrieux (communicationpersonnelle de Willy Pestiaux,
MET, 2007).
1.3.6 Altérations morphologiques
Avec un secteur important situé en zone urbanisée, l’Eau
d’Heure est soumiseà des altérations morphologiques. Le Tableau
1.2 résume l’importance des pressionsqui s’exercent sur le
sous-bassin de l’Eau d’Heure (masses d’eau SA08R, SA09R,SA10R et
SA11R correspondant respectivement au Ruisseau d’Yves, à la
Thyria, auRuisseau du Moulin et à l’Eau d’Heure).
14
-
Tab. 1.2 – Importance des pressions sur les différentes masses
d’eau du sous-bassinde l’Eau d’Heure. Source : Etat des lieux de la
Sambre (Ministère de la Régionwallonne, 2005). - = pas de
pressions mise en évidence, + = pressions faibles, ++ =modérées,
+++ = fortes et ++++ = très fortes.Alt. Morpho. = Altérations
morphologiques.
Massed’eau
Population Industrie Tourisme Agri Prisesd’eau
Alt. Mor-pho.
SA08R +++ + + +++ - -SA09R ++ - + ++ - -SA10R ++ - - ++ -
++SA11R +++ + + ++ ++ ++
1.4 Le complexe des barrages de l’Eau d’Heure
1.4.1 Historique
L’Eau d’Heure telle qu’elle se présente actuellement, n’est pas
celle qui jadiss’écoulait naturellement de sa source jusqu’à sa
confluence avec la Sambre.En effet, en 1964, le Directeur Général
des Voies Hydrauliques, Eugène Valcke, abor-dait la problématique
de l’eau en Belgique. Il était alors question d’agir rapidement
etde proposer un programme de réalisations d’envergure. Suite à
cela, le CommissariatRoyal au Problème de l’Eau (CRPE) fut créé.
Ses missions principales étaient de sou-mettre au gouvernement des
mesures propres à assurer (MET - Direction Généraledes Voies
Hydrauliques, 1997) :
– « une mobilisation des ressources en eau suffisante pour faire
face à des besoinscroissants, dans des conditions aussi
économiques que possible et sans perdrede vue le respect dû aux
beautés naturelles du pays »,
– « l’utilisation rationnelle de ces ressources ».
Le rapport final du CRPE, rendu le 28 février 1969, intégrait
la construction desbarrages de l’Eau d’Heure.
Les prospections en matière de barrages se sont orientées dès
le début vers lebassin hydrographique de la Sambre. En effet, il
était nécessaire de maintenir undébit minimum pour la Sambre
(pour assurer la navigation) suite à la modernisationdu canal
Charleroi-Bruxelles. Ce canal est alimenté par pompage dans la
Sambreet l’augmentation de la taille des écluses (dûe à
l’accroissement de la capacité despéniches) nécessitait une
augmentation de sa consommation en eau.
Un élément supplémentaire s’est ajouté en faveur de la
construction des ces bar-rages ; durant la période estivale, il
était fréquent que le débit de la Sambre tombeen desous du
mètre cube par seconde. Ce débit aussi faible en zone fortement
indus-trialisée et urbanisée entrâınait irrémédiablement une
hausse de la température de
15
-
l’eau16 qui pouvait compromettre son usage industriel17.
Le rôle de ces barrages était donc double (MET - Direction
Générale des VoiesHydrauliques, 1997) :
– faire face aux prélèvements plus importants du canal
Charleroi-Bruxelles,– soutenir le débit d’étiage de la Sambre à
Charleroi.
En Belgique, seuls les affluents de la rive droite de la Sambre
étaient aptes à lacréation des barrages. Avec des besoins en eau
de 25 millions de mètres cubes, seulel’Eau d’Heure présentait de
telles possibilités. Même si plusieurs agglomérations
ainsiqu’une ligne de chemin de fer se situaient sur la zone
d’implantation, il a été décidéd’instaurer les retenues entre
Silenrieux et Cerfontaine.
1.4.2 Révision de la capacité maximale des barrages
La capacité du barrage de l’Eau d’Heure fut limitée à 17
millions de mètres cubesafin d’éviter qu’une partie du village de
Cerfontaine ne soit inondée en cas de situa-tion exceptionnelle.
Mais des études ont mis en avant la nécessité d’avoir une
réserveen eau utile de 48,75 millions de mètres cubes afin de
faire face à plusieurs annéesconsécutives de sécheresse. Cela
explique la construction d’un deuxième barrage (lebarrage de la
plate Taille) à Boussu-lez-Walcourt. Mais les conditions
topographiquesne rendaient pas possible le transfert d’eau du
barrage de la Plate Taille (altitudesupérieure) à celui de l’Eau
d’Heure. Un système de pompe a donc été mis en placeafin de
contrer cette différence de niveau18(MET - Direction Générale
des Voies Hy-drauliques, 1997).
Le remplissage des lacs a débuté le 23 mars 1977 ; en
septembre 1977 il étaitpossible de débuter celui de la Plate
Taille et enfin, le 4 février 1980 la capacitémaximale du
complexe était atteinte. Cette date marque aussi le début d’une
nouvelleétape dans la vie du cours d’eau qui est devenu dépendant
des barrages présents enamont.
Comme le montre la Figure 1.8, les barrages de la Plate Taille
et de l’Eau d’Heureprésentaient des conditions intéressantes à
l’implantation d’une centrale de pompageet de production
d’électricité (différence de niveau de près de 45 m une fois
remplis).Le bénéfice provient de la différence de coût entre
l’énergie utilisée pour le pompagequand elle est le moins cher
(la nuit, en rouge sur la figure) et l’énergie produitepar la
turbine lorsque la demande est forte et donc que son prix est
élevé (le jour,en vert sur la figure). Ce sont principalement les
frais d’investissements réduits et laprésence d’une zone de
consommation importante (Charleroi) qui ont rendu possiblela
construction de cette centrale hydroélectrique. Notons qu’à la
sortie du barrage
16L’eau pouvait atteindre en été une température de 30°
Celsius.17Les hautes températures altèrent les qualités
physico-chimiques de l’eau.18L’énergie servant à pomper cette eau
provient en partie de l’énergie produite lors du passage
de l’eau au travers des turbines durant les lâchers vers la
rivière de l’Eau d’Heure.
16
-
de l’Eau d’Heure, il y a aussi production d’électricité. C’est
la turbine présente à cetendroit, qui donne « naissance »à l’Eau
d’Heure
Fig. 1.8 – Représentation schématique des différents
barrages.
1.4.3 Variations annuelles de la capacité totale des
barrages
Le fonctionnement des barrages et la variation de leur capacité
totale (et de leurhauteur d’eau), hors pré-barrages, est illustré
aux Figures 1.9 et 1.10
Fig. 1.9 – Evolution annuelle de la capacité des barrages entre
2001 et 2007. Source :Willy Pestiaux, MET, 2007.
17
-
La Figure 1.9 présente l’évolution annuelle de la capacité
des barrages. Elle oscilleentre 70 et 80 millions de m3. La courbe
verte, est une courbe modélisée 19 quicorrespond à l’objectif de
gestion optimal pour les barrages. Il appartient donc
augestionnaire de gérer la capacité de ces barrages de manière
à se rapprocher au plus dela situation « idéale » représentée
par la courbe verte. A l’entrée de l’hiver (période oùles
précipitations sont les plus importantes), il faut que la
capacité des barrages soitau niveau le plus bas, de manière à
tamponner et à retenir une partie importante desprécipitations.
Cela permet de retenir une petite partie des précipitations qui
auraitpu entrâıner des phénomènes de crues en aval. En été, au
contraire, il est primmordialque les barrages atteignent leur
capacité maximale, de manière à pouvoir soutenirle débit
d’étiage de la Sambre (et indirectement du canal
Charleroi-Bruxelles) et dela Meuse20. Cette situation idéale n’est
pas toujours facile à obtenir. Comme nousl’observons pour l’année
2003, le débit d’étiage de la Sambre a nécessité un apporttrès
important d’eau en provenance des barrages et le déficit encourru
n’a pu êtrecouvert par les précipitations hivernales 2003-2004.
La situation n’est revenue à lanormale qu’en 2007.
Fig. 1.10 – Variations des hauteurs d’eau pour le lac de l’Eau
d’Heure et le lac dela Plate-Taille au cours de l’année 2006.
Source : Willy Pestiaux, MET, 2007.
19Calculée sur la base d’une simulation du débit de soutien
d’étiage, de la superposition descourbes relatives à plusieurs
années et des courbes de capacités nécessaires au soutien de
l’étiage(communication personnelle de Willy Pestiaux, MET,
2007).
20Tous les trois ans, toutes les écluses de le Meuse sont
ouvertes pour pouvoir réparer les berges.Quand on les relève il
faut pouvoir remplir rapidement tous les biefs. Les lâchers via
l’Eau d’Heureet la Sambre permettent d’y arriver.
18
-
La Figure 1.10 présente la variation des hauteurs d’eau pour le
lac de l’Eaud’Heure et celui de la Plate Taille. Le lac de l’Eau
d’Heure présente une hauteurd’eau plus ou moins constante tout au
long de l’année. Seul le lac de la Plate Taille,le plus grand des
lacs, présente une courbe saisonnière. Les quelques petites
varia-tions de hauteur observées (la hauteur varie entre 202 et
208,4 m) correspondentaux transferts des volumes d’eau entre les
deux lacs, nécessaires à la productiond’électricité. Il est
intéressant de remarquer que quand le niveau de la Plate
Tailledescend de 2 m, celui de l’Eau d’Heure augmente de 5 m (ce
phénomène s’expliquepar le volume plus grand du lac de la Plate
Taille). De même, la capacité nécessaireau soutien du débit
d’étiage de la Sambre se situe dans les 20 mètres supérieurs du
lacde la Plate Taille lorsque celui-ci est atteint sa capacité «
normale » (communicationpersonnelle de Willy Pestiaux, MET,
2007).
1.5 Risque de non atteinte du bon état
D’ici 2015, et selon les exigences de la Directive-cadre sur
l’eau, les Etats-membresdoivent atteindre le bon état écologique
de leurs masses d’eau de surface naturelles.
Il est possible que certaines masses d’eau, suite à de
nouvelles pressions par exemple,ne puissent pas atteindre ce bon
état. Une classification par l’Administration wal-lonne (Division
de l’Eau) des cours d’eau dits « à risque » ou « non à risque »
permetd’orienter les travaux et les plans de gestion futurs à
l’échelle du district ou du sousbassin. La Directive prévoit
également une classe « doute » qui concerne les coursd’eau dont
les données, insuffisantes ne permettent pas de se prononcer de
manièrefiable sur l’état de la masse d’eau.
En Région wallonne, l’évaluation du risque se base sur deux
éléments (Ministèrede la Région wallonne, 2005) :
– la situation présente : pour évaluer la situation actuelle,
il est obligatoire deprocéder à plusieurs inventaires pour
dresser un état des lieux complet. Cetteétape nécessite
l’acquisition de nombreuses données : pressions de
pollution,hydromorphologie (objectif premier de ce mémoire), IBGN
(Indice BiotiqueGlobal Normalisé), IPS (Indice diatomées), IBIP
(Indice Biologique d’IntégritéPiscicole),...
– la situation future (2015) : pour mener à bien cette
prédiction, on se base surl’évolution des activités anthropiques
au niveau de la population (augmentationde la population et
augmentation de l’épuration), des industries (diminutiondes rejets
et BAT-Application du principe Best Available Technology) et
del’agriculture (diminution du cheptel bovin et conformité des
cuves de stockagedu lizier).
Ces deux étapes ont été réalisées pour l’ensemble des
masses d’eau du sous-bassinde la Sambre. D’après les analyses et
les projections de la Région wallonne, l’Eau
19
-
d’Heure (masse d’eau SA11R) est classée A RISQUE et ne devrait
pas atteindre lebon état écologique d’ici 2015. C’est-à-dire
qu’au moins un des éléments de la qualité(biologique, chimique,
physique) présente un risque de non atteinte du bon état
d’ici2015. Il s’agit de la qualité du cycle hydrologique de l’Eau
d’Heure (qui appartientà la qualité physique), perturbée par la
présence des barrages en amont.
1.6 Hydrologie et débits
Il est intéressant de se pencher sur les débits de l’Eau
d’Heure. Pour caractériserau mieux ce débit nous présenterons
les valeurs en amont (sortie des barrages, cf.Tableau 1.3) et en
aval (Marchienne-au-Pont, cf Tableau 1.4) enregistrées par
lesstations du SETHY entre 1991 et 2001.
Tab. 1.3 – Débits caractéristiques aupoint de sortie des
barrages en m3/secentre 1992 et 2001 (Qm = Qmédian etMod =
module). Source des données : SE-THY - MRW
Année Qm Mod1992 0.25 0.371993 0.35 0.701994 0.56 1.241995 1.14
1.581996 0.42 0.671997 0.35 0.641998 0.36 1.091999 0.37 0.752000
1.09 1.252001 0.95 1.40
Tab. 1.4 – Débits caractéristiques àMarchienne-au-Pont en
m3/sec entre1992 et 2001 (Qm = Qmédian et Mod= module, DCE =
débit caractéristiqued’étiage et DCC = débit caractéristiquede
crue). Source des données : SETHY -MRW
Année Qm Mod DCE DCC1992 2.2 3.1 1.4 9.21993 1.9 3.8 1.2
20.81994 2.5 4.1 1.4 16.91995 2.6 5.1 1.2 18.21996 1.7 2.4 1.0
7.01997 1.9 2.5 1.2 6.81998 2.3 3.9 1.2 11.41999 2.2 4.0 1.3
15.22000 4.0 4.6 1.6 9.62001 4.2 6.0 1.8 16.6
Le débit de l’Eau d’Heure est en grande partie artificiel, en
effet, il est lié auxlâchers effectués en amont. Nous avons
comparé les débits de trois masses d’eaudifférentes :
1. L’Eau d’Heure
2. Le Ruisseau d’Yves
3. La Thyria
20
-
Comme le débit de l’Eau d’Heure est régulé par les demandes
en aval (Sambre,Canal et/ou Meuse) ou en amont (travaux sur les
bords des barrages par exemple),il était intéressant d’observer
dans quelle mesure une part du débit de l’Eau d’Heureétait
d’origine « artificielle ». Pour cela, nous avons utilisé les
données du SETHYpour les trois masses d’eau. Nous avons
additionné les débits du Ruisseau d’Yves etde la Thyria pour
faciliter l’analyse des graphes obtenus.Même si les valeurs de
débits ne sont pas comparables, les formes prises par lescourbes
le sont. En effet, lors d’un épisode de précipitations
importantes (en sup-posant que les quantités précipitées soient
plus ou moins les mêmes dans un rayonde plusieurs dizaines de
kilomètres), nous pouvons supposer que les pics de crue dechaque
masse d’eau seront localisés au même moment dans le temps. C’est
bien ceque nous observons sur ces graphiques. De plus, les lâchers
d’eaux dûs aux barragesdevraient ressortir sur ces graphiques et
devraient différer des pics de crue tant parleur forme que par
leur position dans le temps.
Nous avons isolé deux années sur les Figures 1.11 et 1.12
:
– L’année 1999 : le cercle rouge met en évidence la présence
d’un lâcher artificieldû aux barrages. La forme prise par ce
lâcher sur le graphe des débits se ca-ractérise par un rectangle
et non un pic triangulaire caractéristique des pics decrue. De
plus, pour le Ruisseau d’Yves et la Thyria cumulés, nous
n’observonspas de changement d’allure de leur courbe.
– L’année 2003 : pour cette année, nous avons mis en évidence
la situationprécédemment évoquée dans la section relative aux
variations des capacités deniveau des barrages durant l’année
2003. Durant cette année, pour soutenirle débit d’étiage de la
Sambre, d’importantes quantités d’eau ont été lâchées ;c’est
bien ce que nous observons sur ce graphique.
21
-
Fig. 1.11 – Débits journaliers en m3/sec observés pour
l’année 1999 pour l’Eaud’Heure (en bleu) et le ruisseau d’Yves et
la Thyria cumulés (en bordeau). Sourcedes données : SETHY.
Fig. 1.12 – Débits journaliers en m3/sec observés pour
l’année 2003 pour l’Eaud’Heure (en bleu) et le ruisseau d’Yves et
la Thyria cumulés (en bordeau). Sourcedes données : SETHY.
22
-
Au travers de ce chapitre, nous avons tenté de décrire au
mieux le sous-bassinde l’Eau d’Heure. Nous y sommes arrivés à
l’aide des données récoltées grâce à denombreux entretiens et
sources bibliographiques. La mise en forme de ces donnéeset leur
présentation nous ont permis de dresser l’état des lieux du cours
d’eau et del’environnement qui l’entoure. Et cela, tant du point de
vue de son écosystème quedes facteurs extérieurs qui exercent
sur lui une pression importante. Nous l’avons vu,cette rivière se
caractérise par son aspect « anthropisé » : la présence des
barragesen amont, la présence continue du chemin de fer et la
traversée de nombreux villagessont autant de facteurs responsables
de cette caractérisation. Il est intéressant de sedemander dans
quelle mesure la présence de ces éléments, a priori néfastes,
altère laqualité globale ou écologique du cours d’eau. C’est
justement le but de ce travail.
Après la description de l’Eau d’Heure, le chapitre suivant
concerne la méthodo-logie que nous avons utilisée dans le cadre
de ce travail pour évaluer et quantifier leniveau d’altération du
cours d’eau par rapport à son état de référence (= son
étatnaturel). Enfin, l’analyse des données fournies par cette
méthode nous permettrad’identifier les causes responsables de
cette dégradation.
23
-
Chapitre 2
Matériels et méthodes
2.1 Choix de la méthode
De manière à répondre positivement aux obligations de la
Directive, plusieursnouveaux outils ont été développés au
niveau européen. Pour la composante phy-sique de l’évaluation de
l’état des masses d’eau, les méthodes développées
permettentd’évaluer de manière efficace la qualité physique des
cours d’eau pour pouvoir mettresur pied, au niveau national, des
plans de gestion et d’amélioration des cours d’eauet de leur
écosystème. QUALPHY est l’une de ces méthodes, développée en
Francepar l’Agence Rhin-Meuse, qui permet de dresser un état des
lieux tel que celui exigépar la Directive.
L’utilisation de cette méthode dans le présent travail plutôt
qu’une autre a été mo-tivée par trois éléments :
– cette méthode est largement utilisée en France par l’Office
National des Forêts(ONF) pour le compte de l’Agence Rhin-Meuse et
les directions régionales del’environnement car c’est une
démarche visant à mettre au point un outil objec-tif, rigoureux
et reproductible de l’évaluation physique des cours d’eau (DIRENet
al., 2002). Entre 1996 et 2004, plus de 4000 km de cours d’eau ont
ainsi étécaractérisés (Brignon, 2004),
– en Région wallonne, cette méthode est utilisée pour
répondre aux obligationsde la Directive,
– elle a été adaptée à l’ensemble des masses d’eau définies
en Région wallonne(Guyon et al., 2005)21.
21C’est la Fondation Universitaire Luxembourgeoise qui s’est
intéressée la première dès le débutdes années 90. Cette
étape déterminante a pu se réaliser grâce à un rapprochement
et une collabo-ration très étroite avec l’Agence de l’Eau
Rhin-Meuse (France), pionnière dans ce domaine (Guyonet al.,
2005).
24
-
L’outil QUALPHY a été appliqué à l’ensemble des masses d’eau
wallonnes en2004 selon un protocole simplifié. En effet, au niveau
de la Région wallonne, il étaitnécessaire de développer un
système d’évaluation de la qualité physique des coursd’eau (SEQ)
utilisable par la DGRNE pour qu’elle puisse répondre aux
impératifsde la Directive Cadre Eau dans les délais impartis. De
plus, ce système devait êtrepratique, financièrement réalisable
et techniquement possible (Guyon et al., 2005).La réalisation de
ce protocole simplifié est basée principalement sur l’utilisation
d’unsystème d’ information géographique (SIG), l’échantillonnage
d’un tiers des massesd’eau en Région wallonne et l’extrapolation
de ces résultats à l’ensemble des massesd’eau. Dans le cadre de
ce mémoire, nous avons utilisé le protocole complet.
Enfin, depuis 2004 (France), ce protocole est utilisé pour
évaluer l’impact desopérations de restauration ou d’aménagement
sur la qualité hydromorphologique ducours d’eau. Cette méthode
est donc capable de fournir une évaluation de l’efficacitédes
différentes mesures appliquées sur le cours d’eau sur la base
d’une évolution del’indice de sa qualité physique (Brignon,
2004).
25
-
2.2 La méthode QUALPHY
L’outil QUALPHY et les indices qui y sont associés permettent
d’évaluer la qua-lité physique du cours d’eau. Il fait
référence au fonctionnement et à la dynamiquenaturelle du cours
d’eau (DIREN Lorraine et Agence de l’Eau Rhin Meuse,
1999).L’application et l’utilisation de l’outil QUALPHY s’effectue
en plusieurs phases quenous détaillerons successivement dans la
suite de ce mémoire :
1. La typologie : nécessité de définir la ou les typologies
du cours d’eau enrapport avec son fonctionnement et sa dynamique
pour comparer le cours d’eauà son type géomorphologique de
référence (section 2.3).
2. Le découpage : consiste en une sectorisation du cours d’eau
en tronçons etensuite en segments homogènes sur la base de
critères géomorphologiques etanthropiques (section 2.4).
3. L’inventaire : correspond aux visites de terrain. Pour chaque
tronçon déter-miné il faut renseigner sur la fiche les 40
paramètres importants observés sur leterrain qui permettent de
décrire le lit mineur, majeur et les berges (sections2.5 et
2.6).
4. Le traitement informatique : utilisation du logiciel QUALPHY
qui traiteles données issues de l’inventaire selon une
pondération des critères d’évaluationrelative à la
classification typologique (section 4.7).
Le résultat des quatres premières étapes donne au final des
valeurs d’indices qui nousrenseignent sur l’état de dégradation
de l’ensemble des tronçons par rapport à leurtype
géomorphologique de référence.
Un indice proche de 0 correspond à un état de dégradation
très élevé et au contraireun indice proche de 100 correspond à
un état de dégradation quasi nul. A leur tour,ces valeurs
d’indices serviront de référence pour guider le choix des
aménagementsou des restaurations par les organismes concernés et
impliqués dans la gestion ducours d’eau.
26
-
2.3 La typologie
2.3.1 Principe général
Définition :
La typologie est la science de l’élaboration des types
facilitant l’analyse d’uneréalité complexe et la classification
(Rey-Debove et Rey, 1995).
La typologie permet une classification des différents types
ainsi qu’une comparaisonentre ces différents types.
Classification
Comme nous l’avons mentionné au point 2.2, il est nécessaire
de pouvoir comparerle cours d’eau actuel à ce qu’il devrait être
naturellement. C’est cette comparaisonqui permet d’évaluer l’état
de dégradation du cours d’eau. La typologie des coursd’eau telle
que celle développée par l’Agence de l’eau Rhin-Meuse permet
cette com-paraison, elle associe à tout cours d’eau une typologie
déterminée en fonction desparamètres physiques qui lui sont
propres (géologie, géomorphologie, hydraulique...)(DIREN Bas-Rhin
et Agence de l’Eau Rhin Meuse, 1999). Elle regroupe dans unmême
type les cours d’eau qui présentent les mêmes caractéristiques
et dans d’autrestypes ceux qui présentent des caractéristiques
physiques complètement différentes.Pour évaluer correctement la
qualité physique des cours d’eau, il est nécessaire dequantifier
différemment les paramètres d’évaluation en fonction de la
typologie rete-nue.
Comparaison
Pour pouvoir estimer le degré d’altération des cours d’eau en
fonction de la typologiedéfinie, il est nécessaire d’établir un
système de pondération. Les paramètres qui per-mettent de
déterminer les différents éléments de la typologie affectent
différemmentun cours d’eau en fonction de sa typologie. Ainsi,
l’altération d’un ou de plusieurscompartiments du cours d’eau
s’évalue selon la typologie définie pour ce cours d’eau.A titre
d’exemple, citons le lit majeur (zone historiquement inondable du
coursd’eau) qui a plus d’importance pour un cours d’eau de plaine
que pour un coursd’eau de montagne. Dans ce cas, le poids « lit
majeur » aura plus d’importance dansl’évaluation de l’altération
du cours d’eau de plaine que celui de montagne.
27
-
L’élaboration de la typologie se base principalement sur la
dynamique et le fonc-tionnement naturel des cours d’eau. Elle se
fonde sur trois critères de classification(Cogels et al., 2004)
:
– l’énergie : liée au fonctionnement du cours d’eau, elle
dépend de ses ca-ractéristiques (pentes, largeurs, ...),
– la géologie : facilite ou non l’érosion par le cours
d’eau,
– la forme du fond de la vallée : en relation avec la présence
d’un lit majeurconséquent ou absent.
Ces trois critères ont permis d’identifier 7 types majeurs de
cours d’eau (7 types defonctionnement fluviaux (DIREN et al.,
2002)) dans lesquels se retrouvent la majoritédes cours d’eau du
bassin Rhin-Meuse :
T1 : cours d’eau et torrents de montagneT2 : cours d’eau de
moyenne montagneT3 : cours d’eau de piémontT4 : cours d’eau des
côtes calcaires et marno-calcairesT5 : cours d’eau méandreux des
plateaux calcairesT6 : cours d’eau des plaines argilo-limoneusesT7
: cours d’eau phréatiques
Ultérieurement, plusieurs sous-types ont été déterminés
pour compléter la typo-logie principale et correspondre au mieux
à la réalité rencontrée sur le terrain22. EnFrance, il existe
deux typologies : la typologie QUALPHY et la typologie
nationale.Cette dernière, plus diversifiée correspond à la
typologie utilisée par la méthodeSEQ-Physique23.
2.3.2 Adaptation à la Région wallonne
Les principaux types définis pour les cours d’eau du bassin
Rhin-Meuse ne sontpas adaptables tels quels à la Région wallonne
; une typologie propre à la Régionwallonne a donc été définie.
Pour pouvoir utiliser la méthodologie française et le lo-giciel
de traitement des données qui l’accompagne Cogels et al., ont
établi un systèmede correspondance entre la typologie française
et la nouvelle typologie wallonne. Letableau reprenant la
correspondance typologique France-Région wallonne est reprisà
l’Annexe B.
22Il faut aussi accepter une certaine variabilité intrinsèque
au sein de chaque type en admettantque le fonctionnement dynamique
des cours d’eau appartenant au même type reste globalementle
même.
23Autre méthode d’évaluation de la qualité physique des cours
d’eau qui intègre plus de compo-santes que la méthode QUALPHY
mais que nous n’avons pas utilisée car nous ne disposions pasde
l’information nécessaire et de plus, cette méthode n’est pas
aussi généralisée que la méthodeQUALPHY
28
-
2.3.3 Typologie de l’Eau d’Heure
Typologie théorique
Comme mentionné au point 2.1, la typologie de l’ensemble des
cours d’eau wallonsa été déterminée en 2004-2005 sur la base
d’une extrapolation des résultats obtenussur un nombre limité de
cours d’eau. En ce qui concerne l’Eau d’Heure, deux typesprincipaux
ont été identifiés (Cogels et al., 2004) :
– Partie amont (de Silenrieux à Beignée) : cours d’eau à
énergie moyenneà faible des vallées de côtes schisteuses (type
3).
– Partie aval (de Beignée à Marchienne-au-Pont) : cours d’eau
à énergiemoyenne à faible des côtes calcaires et/ou schisteuses
et crayeuses (type 4).
La détermination d’une ou des typologies relatives aux cours
d’eau est d’uneimportance capitale pour les étapes ultérieures de
l’utilisation de l’outil QUALPHY.Comme nous l’avons précisé au
point 2.3.1, c’est le système de pondération quiattribue un poids
différent à chaque paramètre de la rivière en fonction de la
typologieassociée à cette rivière. Une erreur dans l’association
de cette typologie entrâıneraitdes erreurs sur les résultats qui
ne correspondraient pas à la réalité présente sur leterrain.
Dans un souci de démarche scientifique, nous avons repris tous les
paramètresnécessaires à la détermination d’une typologie (forme
du fond de la vallée, pentedu lit mineur, faciès d’écoulement,
dynamique de la rivière,...) afin d’observer si latypologie
obtenue par le biais de l’extrapolation (Cogels et al., 2004)
correspondaità celle déterminée par nos paramètres et nos
visites sur le terrain.
Typologie « pratique »
Après analyse des différents paramètres utiles à la
détermination de la typologiedu cours d’eau et après discussion
et réflexion avec Mr Guyon, nous sommes arrivésà un résultat
légèrement différent de celui obtenu par l’extrapolation
théorique. Lamorphologie et les faciès d’écoulement de la
rivière présentent une telle diversité,qu’il a été nécessaire
de déterminer un type supplémentaire dans la partie amont.
La délimitation de ce nouveau type (type 2) par rapport au type
T3, s’est justifiéepar les critères suivants :
– pente des versants plus forte,– forme de la vallée beaucoup
plus encaissée,– lithologie différente (dépôts sur forte
pente),– importance du cours d’eau (changement dans l’ordre de
Strahler lors du passage
du type 2 au type 3),– pente du lit mineur plus forte (
3,7‰24).
24La correspondance théorique des classes de pente relatives au
type 2 sont supérieures à 5‰,mais dans ce cas-ci, cette excepion
se justifie principalement par les autres critères.
29
-
En plus de ces éléments technico-scientifiques, c’est aussi le
témoignage d’ancienshabitants quant à la morphologie historique
de la rivière (avant la construction desbarrages et de la
nationale qui borde la rivière sur sa partie amont) et la
consultationde photos historiques qui nous ont conforté dans la
détermination d’une nouvelle ty-pologie25. Tous ces éléments ont
conduit à la détermination du type 2 en amont dutype 3 de
l’exutoire des barrages au village de Walcourt (cf. Figure
2.4).
Caractéristiques des types définis et faciès
d’écoulement.
Les éléments suivants reprennent les caractéristiques
principales que nous avonsretrouvées lors de nos sorties sur le
terrain et lors de notre travail d’analyse ; ellescorrespondent aux
caractéristiques typologiques théoriques (Agence de l’Eau
Rhin-Meuse, 1998).
Partie amont
Situation géographique : de la sortie des barrages à la fin
des berges artificialiséesen aval de la moyenne surface
commerciale de Walcourt (cf. Figure 2.4).Descrition : cette zone
correspond au type 2 caractéristique des cours d’eau desvallées
en U à énergie moyenne à forte. La vallée présente un fond
alluvial et prendcette forme caractéristique en U, le lit majeur
est occupé par des pâturages et lesubstrat est majoritairement
constitué de cailloux grossiers (0 à 20 cm). Lesécoulements
observés le long de cette partie sont de type radiers ou plats
courants(cf. Figure 2.1).
Partie intermédiaire
Situation géographique : de Walcourt au lieu dit « Le Laminoir
» à Jamioulx (cf.Figure 2.4).Description : ce linéaire correspond
au type 3S dans lequel se retrouvent les coursd’eau des côtes
schisteuses à énergie moyenne à faible. Ce type est
caractérisé pardes pentes moyennes à faibles et une activité
morphodynamique généralementfaible (le faciès d’écoulement
dominant est le plat courant (cf. Figure 2.2) oumouille/radier).
Les vallées sont généralement de type fermé en forme de U ou de
Vsur schistes et phyllades ou sur calcaires et calco-schistes. Des
prairies et/oupâtures occupaient généralement le fond de vallée
alors que des forêts de feuilluscolonisaient généralement les
versants souvent forts escarpés.
25C’est peut-être cet élément historique, non utilisé dans
la méthode d’extrapolation, qui n’a paspermis de mettre en
évidence ce type 2.
30
-
Partie aval
Situation géographique : de Jamioulx à la confluence avec la
Sambre (cf. Figure2.4).Descritpion : cette zone correspond au type
4 caractéristique des cours d’eau desbasses vallées schisteuses
ou calcaires à énergie moyenne à faible (cf. Figure 2.3).Les
vallées sont assez larges mais bordées par des versants aux
pentes prononcéessur craies, calcaires et/ou schistes. Les
méandres sont généralement peu tortueux etles annexes
hydrauliques étaient présentes dans le passé.
Les Figures 2.1, 2.2 et 2.3 illustrent la situation présente
dans les trois zonesconcernées.
Fig. 2.1 – Zone correspondant au type 2(limite entre Walcourt et
Silenrieux).
Fig. 2.2 – Zone correspondant au type 3S(Cour-sur-Heure).
Fig. 2.3 – Zone correspondant au type 4 (Jamioulx)
31
-
La figure suivante représente la localisation et la longueur
des trois types déter-minés.
Fig. 2.4 – Localisation spatiale des trois types présents sur
l’Eau d’Heure.
32
-
Comme nous l’avons dit au point 2.3.1, la définition d’une
typologie permetd’évaluer l’importance relative des trois
compartiments principaux (lit majeur, bergeset lit mineur). A titre
d’exemple, le Tableau 2.1 présente la pondération
différentielledes trois compartiments principaux pour les trois
types présents sur l’Eau d’Heure.Dans ce tableau, nous observons
bien une plus grande importance pour le lit majeurdu type T4
plutôt que du type T2. Le lit majeur a le plus d’importance là
où il estle plus présent, ce qui est bien le cas pour le type
T4.
Tab. 2.1 – Importance relative en pourcent des 3 compartiments
principaux du coursd’eau en fonction de la typologie présente
(Cogels et al., 2004).
T2 T3 T4Lit majeur 15 20 41Berges 29 28 19Lit mineur 57 53
42
33
-
2.4 Principes de base et méthode de découpage
2.4.1 Généralités
Dans le cadre de la méthodologie QUALPHY, l’évaluation de la
qualité hydro-morphologique d’un cours d’eau se fait au niveau de
plusieurs unités élémentairesde mesure. Ces unités
correspondent à des segments qui appartiennent eux-mêmesà des
tronçons plus longs. Le découpage du cours d’eau, qui se base
principalementsur le recoupement d’informations bibliographiques et
cartographiques, permet dedélimiter des zones d’étude homogènes.
Le découpage s’effectue en deux étapes :
1. Un premier découpage en tronçons : basé sur les
principales caractéristiquesgéomorphologiques du cours d’eau
(territoires écologiques, ordre de Strah-ler, lithologie, lit
majeur, sinuosité, pente des versants, lit mineur et pente dulit).
Elle permettent de déterminer des zones homogènes au niveau du
fonc-tionnement naturel du cours d’eau.
2. Un second découpage en segments : qui repose sur les
modifications anthro-piques qui modifient le cours d’eau (berges,
rectification du lit mineur, occu-pation du sol et obstacles à la
libre circulation des poissons). Il correspond àtoute influence ou
modification d’origine anthropique sur le cours d’eau. C’estau
niveau des segments que seront effectués les relevés de
terrain.
Les tronçons et les segments sont des entités homogènes à
l’intérieur du coursd’eau, c’est-à-dire qu’ils correspondent à
des zones dont les caractéristiques (an-thropiques, dynamiques et
morphologiques) sont identiques sur l’entièreté de
leurslongueurs. Il est nécessaire d’envisager la détermination
d’un nouveau tronçon oud’un nouveau segment lorsqu’il n’y a plus
homogénéité des caractéristiques qui assu-raient l’existence de
ces unités. L’utilisation des données bibliographiques et
carto-graphiques doit impérativement être accompagnée de
plusieurs visites sur le terrain ;les cartes ne reflètent que trop
peu souvent la réalité effectivement présente sur leterrain.
2.4.2 Longueur des tronçons et des segments
Lors des étapes successives du découpage en tronçons puis en
segments, il estutile de savoir à quelle échelle travailler.
Quelle est la distance minimale utile et àpartir de quelle
distance maximale le découpage n’a-t’il plus de sens ? C’est ce
quenous allons décrire ci-après.
Tronçons
La notice d’utilisation de l’outil QUALPHY (Agence de l’Eau
Rhin-Meuse, 2000)fixe la taille moyenne et maximale des tronçons
à délimiter. La taille moyenne doitse situer aux alentours de 3
km et la taille maximale ne peut dépasser 10 km ; cettetaille peut
être inférieure à 3 km, mais il est nécessaire que des
critères irréprochablesjustifient ce choix. Dans la procédure de
découpage en tronçons, n