Scénario n°2

  • Description du scénario et construction du modèle numérique

Ce scénario a été développé pour résoudre des problèmes hydro-morphodynamiques de la Loire au passage d'Orléans. Celui-ci a pour objectif de mieux répartir les débits entre « Petite Loire » et « Grande Loire » pour limiter le phénomène d'incision du lit de la « Grande Loire ».

La bathymétrie a été mise en place par le binôme « Transport sédimentaire ». Elle représente le duit arasé sur sa partie amont permettant une meilleure répartition des débits et prend en compte le creusement du lit mineur de la « Petite Loire » pour créer un chenal concentrant les eaux, assurant un écoulement même à l'étiage. Cependant, la bathymétrie date de 2 ans après les travaux. Pendant ces années, un phénomène d'accrétion s'est produit, remblayant légèrement le lit de la « Petite Loire ». Nous souhaitons, grâce à cette étude biologique, évaluer les conséquences sur l'ichtyofaune de l'aménagement quelques années après sa mise en place.

 

Nous avons défini la valeur des stricklers en cohérence avec le groupe. Le banc de sable en amont de l'île a été modélisé à l'aide d'un coefficient de strickler de 25, tout comme pour l'île. La digue, composée de gros blocs de pierre a été définie avec un coefficient de strickler de 8 pour palier au manque de végétation dans le modèle. En effet, nous avons remarqué pendant la visite que la présence d'arbres jouait un rôle de blocage pour certains tronçons de duit endommagés.

Carte des coefficients de Strickler

 

  • Impact sur l'ichtyofaune de la phase travaux

Les travaux de chenalisation impliquent des nuisances sonores et des vibrations qui peuvent perturber les poissons vivant à proximité. Ils seront donc amenés à s'éloigner mais reviendront certainement quand l'annexe sera de nouveau habitable. Cette gêne est limitée puisque les travaux sont effectués à l'étiage alors que la « Petite Loire » est quasiment à sec et n'accueille donc que très peu de poissons et cette période ne correspond pas aux phases de migration. Les amphibiens et la faune benthique seront vraisemblablement fortement impactés par cette phase travaux.

De plus, le recalibrage du chenal et le dépôt des sédiments le long du duit vont provoquer une forte augmentation de la turbidité qui peut être nocive pour les peuplements aquatiques, notamment du fait de la diminution de la photosynthèse et donc de la production de plancton, élément à la base de la chaîne alimentaire.

 

  • Connectivité

L'aménagement permet de connecter l'annexe hydraulique de façon permanente avec la « Grande Loire ». En effet, la visualisation de la côte et du fond sous « RUBENS » confirme le fait que l'eau passe au-dessus de la digue arasée même à l'étiage. La « Petite Loire » est maintenant assimilée à une annexe hydraulique de classe 5. Cela a des conséquences non négligeables sur la faune présente. Les amphibiens et la faune benthique seront les premiers touchés par ces changements.

 

  • Répartition des débits

A l'étiage, en amont des brèches, 33% du débit passe par la « Petite Loire » alors qu'à l'aval, plus de la moitié du débit s'y trouve (57%). Cette répartition correspond à l'étiage de la situation initiale, ce qui prouve que l'aménagement va dans le sens d'un meilleur équilibrage des eaux des deux bras.

Au module, à l'amont la proportion de débit s'engageant dans la « Petite Loire » est sensiblement la même qu'à l'étiage (34% soit 120m3/s). A l'aval, elle augmente fortement du fait des brèches (67% soit 235m3/s dans la « Petite Loire » aval).

 

  • Diversité des habitats

Végétalisation

Un aspect de l'aménagement est de dévégétaliser le lit de la « Petite Loire » afin de creuser le chenal. Cela engendre la diminution de formation d'embâcles générées pendant les crues et servant à la protection des poissons. Les espèces phytophiles trouveront moins de racines et de végétation aquatique pendant 1 ou 2 années après les travaux et auront donc plus de difficulté à se nourrir et à se cacher qu'avant. On peut également prévoir la disparition de frayères phytophiles.

 

Diversité du substrat et de la nature du lit

La diversité du substrat reste conservée dans l'ensemble. On retrouvera une granulométrie plus fine (limon et sable) dans la "Petite Loire", et plus grossière (graviers) dans le lit de la "Grande Loire". Cependant, il est probable que l'extraction de sable du canal de la "Petite Loire" ait fait apparaître quelques éléments plus grossiers. Ce qui peut participer à une plus grande diversité du substrat au sein même de la "Petite Loire".

Le lit de la "Grande Loire" est parsemé de fosses alors que celui de la "Petite Loire" est moins accidenté, puisqu'il a été creusé. Les fosses visibles sur les simulations numériques sont dues en partie à des extrapolations numériques non maîtrisées mais également à la nature du terrain.

 

Répartition des espèces en fonction de la diversité des hauteurs et des vitesses (méthode des micro-habitats)

A l'étiage (60 m3/s), la hauteur d'eau dans la « Petite Loire » est d'environ 90 cm avec une vitesse de l'ordre de 0.35 m/s. Dans la « Grande Loire », la hauteur d'eau est plus élevée (environ 2 m) avec le même ordre de grandeur de courant (0.4 m/s). Ainsi, la zone présente deux chenaux d'eaux lentes mais non stagnantes à l'étiage ainsi qu'un banc de sable émergé en amont et une île en majorité hors d'eau.

Au module (350 m3/s), la hauteur d'eau dans le chenal de la « Petite Loire » sera déjà de 1.8 m, et de 3.4 m environ dans la « Grande Loire ». Les vitesses du courant seront de 0.8 m/s et de 1.1 m/s respectivement. La présence de fosses va engendrer des zones à plus fortes vitesses (~1.6 m/s).

A fort débit (600 m3/s), les hauteurs d'eau augmentent : 2.6 m dans la « Petite Loire » et 4 m dans la « Grande Loire », ainsi que les vitesses : 1.1 m/s et 1.2 m/s avec des pointes à 2.3 m/s rive droite.

Lors des crues, les hauteurs d'eau sont supérieures à 4 m avec des vitesses de l'ordre de 1.6 m/s en moyenne.

 

Après calcul des valeurs d'habitat pour les stades de développement disponibles pour les six espèces cibles, nous obtenons des cartes visibles à partir du logiciel BLUEKENUE présentant les zones les plus favorables sur notre tronçon.

L'adulte chevesne, préférant les hauteurs d'eau élevées et les vitesses modérées va se plaire à évoluer dans le chenal de la « Petite Loire » à l'étiage. Au module, il élargit ces préférences à la zone située entre le duit et l'île. Plus le débit va augmenter, plus il s'abrite dans l'île et contre les rives. Le juvénile préfère les plus faibles hauteurs d'eau et va donc se développer dans la « Petite Loire » et se protègera dans les zones en eau de l'île à partir du module. L'alevin y sera également dès l'étiage, tout comme l'alevin du hotu.

Cartes de valeur d'habitat : chevesne alevin à l'étiage (en haut) et chevesne juvénile au module (en bas)

Le hotu adulte préfèrera le chenal de la « Grande Loire » à l'étiage alors qu'il se sentira très à l'aise dans les deux chenaux au module. A fort débit, sa zone de prédilection s'étendra à l'ensemble du tronçon. Le juvénile, adapté à des hauteurs d'eau plus faibles, se situera dans les chenaux à l'étiage et se déplacera dans l'île dès le module.

Cartes de valeur d'habitat : hotu adulte à l'étiage

L'adulte et le juvénile barbeau, préférant les grandes hauteurs d'eau vont devoir se satisfaire à l'étiage du chenal de la « Grande Loire ». Au module et à fort débit, les deux chenaux leur seront très adaptés. Quant à l'alevin, il sera à son aise dans le chenal de la « Petite Loire » à l'étiage et dans les zones en eau de l'île au module.

Cartes de valeur d'habitat : barbeau adulte à l'étiage (en haut) et au module (en bas)

Le brochet et le goujon, privilégiant tous deux les eaux calmes se trouveront dans l'île dès l'étiage. Les autres zones ne seront pas adaptées aux exigences de ces espèces.

Les spirlins adultes et juvéniles apprécieront beaucoup le chenal de la « Petite Loire » à l'étiage. Au module et à fort débit, alors que le juvénile préfèrera l'île, l'adulte sera plutôt heureux sur l'ensemble du tronçon. Nous ne connaissons pas les critères d'habitat de l'alevin du spirlin.

En crue, toutes les espèces cherchent à s'abriter, et se réfugieront dans les zones les moins profondes et rapides de l'île, à l'exception du chevesne qui tentera de contrer la crue dans les zones les moins rapides. Seuls le barbeau adulte, le hotu adulte et le spirlin adulte seront vraiment à l'aise sur l'île, les autres y seront à défaut d'un lieu de plus grande protection. Les alevins étant très fragiles, leur développement ne se fera que dans des périodes à faibles débits ; la fraie ayant lieu au printemps (excepté pour le brochet qui s'isole dès février dans des zones humides connectées lors de crues). C'est pourquoi la valeur d'habitat vaudra 0 à partir des forts débits.

Cartes de valeur d'habitat :  hotu adulte (en haut) et brochet adulte (en bas) en crue

Les espèces migratrices qui n'ont pas été sélectionnées comme espèces cibles mais qui sont susceptibles de traverser la zone comme l'anguille, ou le saumon ne seront pas pénalisées par cet aménagement. Au contraire, ce nouveau chenal pourra constituer un axe de migration supplémentaire.

 

  • Zones de reproduction

De la même manière que pour l'état initial, nous recherchons les zones les plus susceptibles d'être utilisées par les espèces sédentaires comme des frayères phytophiles. Nous localisons deux types de zones de reproduction : les frayères de basses-eaux fonctionnelles à l'étiage et les frayères de hautes-eaux accessibles pour des débits plus forts (de l'ordre du module).

La connexion amont retrouvée dans cet aménagement détruit la majorité des frayères existantes sur la "Petite Loire amont". Cependant, les autres frayères de basses-eaux sont conservées. Elles se situent dans les zones immergées proches de la végétation. C'est pourquoi les zones situées le long du duit peuvent être considérées comme des frayères puisque celui-ci est majoritairement végétalisé.

On dénombre pour ce scénario moins de frayères de hautes-eaux puisque ces zones ne sont fonctionnelles que lorsque la hauteur d'eau est faible (de l'ordre de quelques dizaines de centimètre pour une eau stagnante). Or un débit équivalent au module engendre des hauteurs d'eau trop importantes et une diminution des zones d'eau stagnante.

Il est difficile de statuer sur la répartition des frayères à brochets. En effet, pour qu'elles soient fonctionnelles, il faut réunir de nombreux critères : une faible hauteur d'eau, de la luminosité, des herbes basses et une reconnection en crue. Même si la  faible hauteur d'eau offrait plus de possibilités à l'état initial sur la "Petite Loire", ces zones étaient trop ombragées, à cause de la présence d'arbres hauts. La dévégétalisation de la zone peut permettre un réchauffement des eaux. On peut conclure que, ni l'état initial ni cet aménagement n'offrent de prairie : ni l'un ni l'autre n'offrent de frayères idéales pour le brochet. Cependant, certaines zones peuvent être utilisables, peut-être en plus grand nombre à l'état initial.

Zones de frayères des espèces phytophiles (les hauteurs d'eau sont données à l'étiage)

 

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