1. Etat des lieux

L'état des lieux est une phase essentielle pour réaliser l'étude préliminaire de la conception de passes à poissons. Il a pour but de recueillir les données nécessaires à l'établissement du projet. Ainsi, dans cette partie, nous préciserons la zone d'étude ciblée pour le rétablissement de la continuité piscicole et les caractéristiques du seuil d'Harchéchamp, site que nous étudierons plus en détail. Le contexte piscicole sera étudié afin de préciser la liste des espèces à prendre en compte pour la réalisation du projet. Enfin, nous détaillerons les aspects administratifs et réglementaires liés à ce projet et en particulier les propriétaires du seuil et les acteurs sans qui le projet ne peut s'effectuer. Cette première partie permet donc de donner les éléments de cadrage et discuter des enjeux liés au site et de la nécessité de mise en place d'ouvrage de franchissement pour rétablir la continuité piscicole.

 

 

1.1- Définition de la zone d'étude

La thématique de libre circulation piscicole ne peut se raisonner localement : elle ne doit pas se focaliser sur un ouvrage en particulier.

a) Délimitation de la zone d'étude

L'étude de la continuité piscicole en lien avec le site d'Harchéchamp doit être prise en compte dans une approche plus globale. Pour cette raison, nous avons du définir les limites de notre étude. Plusieurs critères de choix ont été nécessaires pour délimiter la zone.

Critère piscicole

Le raisonnement envisagé est de rétablir la continuité piscicole entre le Vair et la Meuse. A la confluence de ces deux cours d'eau, les populations sont à dominante cyprinicole. Nous avons donc choisi de nous restreindre à la zone n°49 de la carte présentée en figure 2.10. Cette zone est la partie du Vair correspondant au domaine cyprinicole. Elle concerne la partie aval du Vair : de la confluence avec le Petit Vair en amont jusqu'à la confluence avec la Meuse en aval. Cette zone englobe également la partie aval de la Vraine, affluent du Vair.

Figure 2.10 - Carte délimitant les contextes piscicoles,du bassin versant du Vair. Source : Fédération de Pêche des Vosges

Critère technique

Le bureau d'étude GENIVAR travaille sur le projet  HEBMA (aménagements Hydrauliques et Environnementaux sur le Bassin de la Meuse Amont). L'étude globale d'aménagement prévoit l'analyse de 16 seuils sur la zone d'étude dont 6 sur le Vair (ROE n°1,3,4,5,6 et 7 de la figure 2.11). Sur le bassin du Vair, la zone concernée par les études de GENIVAR s'étend de la confluence avec la Vraine jusqu'à la confluence avec la Meuse. 

Figure 2.11 - Carte des aménagements hydrauliques sur le bassin du Vair

Dans notre étude, nous allons donc nous concentrer sur ce tronçon : de la confluence avec la Vraine jusqu'à la confluence du Vair avec la Meuse. Le linéaire concerné est d'une longueur de 32 km, sectionné par 8 obstacles référencés ROE et concerne une population piscicole assez homogène, à dominante cyprinicole.

 

b) Une action globale de rétablissement de la continuité piscicole 

Afin de rétablir la continuité piscicole sur l'axe défini précédemment, une stratégie d'aménagement doit être établie. La définition d'aménagements devra prendre en compte cette problématique de continuité piscicole mais devra s'adapter également aux autres problématiques (continuité écologique au sens large, inondabilité) tout en étant compatible avec les usages liés à ces ouvrages ainsi que les contraintes techniques, financières et sociales. 

L'effacement complet de l'ouvrage est la solution idéale pour rétablir la continuité piscicole. Si cette solution n'est pas envisageable (contraintes citées précédemment), la mise en place de dispositifs de franchissement est à étudier. 

 

Bilan: Dans la suite du travail, nous allons définir le contexte piscicole sur le tronçon d'étude, de la confluence du Vair avec la Vraine jusqu'à la confluence du Vair avec la Meuse. Ensuite, l'étude de chaque ouvrage infranchissable est nécessaire pour entrer dans la logique globale du rétablissement de la libre circulation jusqu'à la confluence avec la Meuse.

Notre étude se concentrera ensuite sur le seuil d'Harchéchamp (ROE 6). Nous proposerons un dispositif de franchissement dans un des aménagements  proposé qui ne rétablit pas la continuité piscicole.

 

 

1.2- Contexte piscicole

L'étude du contexte piscicole est une étape clé de notre travail puisqu'elle permet d'identifier l'état piscicole de notre zone d'étude et surtout de déterminer les espèces à prendre en compte pour la proposition de passes à poissons qui sera effectuée par la suite.

Le Vair n'est pas un cours d'eau classé au titre de l'article L214-17 du Code de l'Environnement : il n'apparait pas sur l'avant-projet de classement des cours d'eau dans le bassin Rhin-Meuse. Le rétablissement de la libre circulation sur le Vair n'est pas imposé à l'heure actuelle sur le plan réglementaire et il n'y a pas d'espèces migratrices prioritaires (comme les migrateurs amphihalins) à prendre en compte. Dans ce cadre, notre analyse doit se baser sur les espèces  piscicoles en place sur le cours d'eau en confrontant les habitats disponibles.

Pour étudier le contexte piscicole, nous nous sommes basées sur les opérations de pêche réalisées par l'Office National de l'Eau et des Milieux Aquatiques (ONEMA), obtenues sur la base IMAGE du Portail Eau France.

 

a) Localisation des stations concernées par l'étude

Le document de Synthèse de l'ONEMA sur le réseau hydrobiologique et piscicole du bassin Rhin-Meuse entre 1995 et 2004, nous a fourni les positions des stations de pêche sur le bassin (figure 2.12).

Figure 2.12- Position des stations (étoiles rouges) sur le bassin Rhin-Meuse. Source : ONEMA, Réseau Hydrobiologique et Piscicole, Bassin Rhin Meuse, 2007

Notre raisonnement est de déterminer les poissons actuellement présents dans le Vair, mais aussi de faire un état des lieux des populations piscicoles présentes sur la Meuse au niveau de la confluence avec le Vair. Ceci nous permettra de connaître la nature des poissons susceptibles de migrer dans le Vair une fois la continuité piscicole rétablie.

La station de Soulosse-sous-Saint-Elophe est la seule station localisée sur le Vair, 10 kilomètres en aval d'Harchéchamp. Nous nous baserons sur cette station pour étudier le contexte piscicole du Vair, dans sa partie avale.

Dans un deuxième temps, nous étudierons la population piscicole au niveau de la station de Domrémy-la-Pucelle, localisée sur la Meuse, juste avant la confluence avec le Vair. Cette station nous permettra d'évaluer les espèces présentes dans la Meuse et susceptibles de migrer dans le Vair si la continuité piscicole est rétablie entre ces deux cours d'eau.

Ces deux stations se situent dans le domaine cyprinicole (ONEMA, Réseau Hydrobiologique et Piscicole, Bassin Rhin Meuse, 2007) et sont donc dans des milieux où la comparaison des populations piscicoles est pertinente. Il faut noter que les stations sont situées sur le Vair ou la Meuse, cours d'eau de dimensions différentes. Le Vair, affluent de la Meuse est un cours d'eau de moins grandes dimensions.

 

b) Structure globale des populations 

Nous avons ainsi recueilli les résultats des pêches électriques réalisées en Lorraine. Afin d'avoir des données représentatives des populations, nous avons réalisé l'étude sur une période de 10 ans : entre 2000 et 2010. Les poissons présents au niveau des deux stations d'étude sont précisés dans le tableau 2.3.

Tableau 2.3- Espèces piscicoles rencontrées dans les 2 stations d'étude et Code Onema associé

Dix familles piscicoles sont présentes sur l'ensemble des deux stations, avec une prédominance des Cyprinidés en ce qui concerne le nombre d'espèces représentées. 

La figure 2.13 représente l'état des populations dans les 2 stations et précise pour les populations les plus abondantes, le Code Onema des espèces correspondantes.

Figure 2.13 - Populations piscicoles dans les 2 stations d'étude

Une différenciation des populations est visible entre Domremy-la-Pucelle et Soulosse-sous-Saint-Elophe ce qui indique que les poissons se différencient selon les cours d'eau. En effet, les ouvrages transversaux sur les cours d'eau déconnectent entièrement les tronçons et ne permettent aucun brassage génétique. En absence d'ouvrage de franchissement piscicole, ce qui est le cas ici, les populations évoluent de manière indépendante. Notons cependant qu'à l'aval du Vair, les lits majeurs du Vair et de la Meuse se confondent. Ainsi, en période de crue, il peut exister des échanges entre ces deux cours d'eau ce qui peut permettre d'assurer une diversification génétique des populations. Cependant, ce phénomène est présent seulement en aval du Vair : de l'aval de Moncel-sur-Vair jusqu'à la confluence avec la Meuse, soit sur un tronçon de 4 km. 

La diversité est assez importante dans le Vair : la loche franche y est plus abondante que dans le Meuse ainsi que le hotu et le spirlin qui ne sont pas ou peu retrouvés dans la Meuse. Ceci est lié aux caractéristiques des poissons, les habitats préférentiels de la loche ou le spirlin par exemple étant plutôt caractérisés par des cours d'eau claire et peu profonds. Le hotu, quant à lui, est une espèce fortement impactée par l'aménagement des rivières et la pêche et est inscrite dans la Convention de Berne (annexe III).

Pour ces deux stations, la structure des populations reste assez semblable, avec globalement une espèce prédominante: le vairon, un des poissons les plus communs d'Europe. Les espèces présentes appartiennent d'une manière prédominante à la famille des cyprinidés.

 

c) Evaluation de la qualité des populations à travers l'Indice Poisson Rivière

Pour chacune de ces stations, l'Indice Poisson Rivière (IPR) a été calculé par l'ONEMA. Cet indice constitue un outil d'évaluation de la qualité des cours d'eau et est basé sur les peuplements piscicoles. Il mesure l'écart entre le peuplement observé à partir d'un échantillonnage par pêche électrique et le peuplement attendu en situation de référence. Une évaluation du niveau d'altération peut ainsi être réalisée. 

L'IPR est fonction de sept métriques : nombre total d’espèces, nombre d’espèces lithophiles, nombre d’espèces rhéophiles, densité d’individus tolérants, densité d’individus invertivores, densité d’individus omnivores et densité totale d’individus. La combinaison de ces facteurs permet d'évaluer la qualité des cours d'eau. Le calcul d'IPR que nous avons réalisé à partir des pêches électriques de l'ONEMA indiquent une qualité "bonne" au niveau de Domremy-la-Pucelle et "mauvaise" à Soulosse-sous-Saint-Elophe.

On a modélisé les populations de référence attendues au niveau de Domrémy-la-Pucelle sur la Meuse et de Soulosse-sous-Saint-Elophe, grâce au tableur mis au point par le conseil supérieur de la pêche (voir graphiques en lien). La population de référence (en bleu sur le graphique) est comparée aux résultats de la pêche électrique de 2004. La population de référence est établie à partir des critères de la station de pêche : surface échantillonnée, surface du bassin versant, largeur et profondeur du cours d'eau, pente et altitude, température moyenne en juillet et en janvier. Pour ces deux derniers paramètres, on a utilisé le référentiel thermique de l'ONEMA. La profondeur a été estimée à partir des documents fournis par GENIVAR. Les autres  caractéristiques ont été trouvées dans une synthèse sur le bassin Rhin-Meuse par l'ONEMA (Manné, 2007). A Domrémy-la-Pucelle, la catégorie de classe, bonne, concorde avec celle publiée dans la synthèse Rhin-Meuse . En revanche, à Soulosse-sous-Saint-Elophe, le résultat diffère d'une classe, médiocre pour l'ONEMA et mauvaise pour notre simulation. Le score obtenu est de 29,1, or la limite entre la classe médiocre et mauvaise se trouve à 25 (tableau 2.4). Comme l'ONEMA n'indique pas le score de la station, il se peut que cette différence de résultat s'explique par une différence de quelques unités liée à l'approximation de la profondeur.

Tableau 2.4 - Classe de qualité de l'eau en fonction du résultat de l'IPR. Source: Indice poisson rivière, 2006, ONEMA

On constate que selon ce modèle, l'anguille et la truite devraient être présentes. On voit là les limites de cette modélisation qui prévoit une population de base en fonction de bases de données établies à l'échelle nationale et ne prenant pas en compte les particularités au niveau local. Effectivement, Soulosse-sous-Saint-Elophe se trouve en tête de bassin donc le modèle prévoit la présence de la truite et de l'anguille qui sont théoriquement caractéristiques de ces zones mais le Vair à cet endroit se trouve dans une zone cyprinicole hors de l'axe de migration de l'anguille (cf. annexe). 

La DCE impose le rétablissement du bon état écologique des cours d'eau. Ceci intègre en particulier la continuité écologique et c'est particulièrement sur cette problématique que nous allons nous concentrer. Nous allons donc étudier particulièrement la libre circulation amont-aval en étudiant les espèces migratrices.

 

d) Les poissons d'intérêt

Les poissons exigent des milieux différents pour les étapes de leur cycle biologique (croissance, reproduction, alimentation). De manière générale, toutes les espèces se déplacent. Cependant, selon les espèces, l'activité migratoire est plus ou moins importante pour le bon déroulement du cycle biologique. 

La figure 2.14 permet de représenter l'ensemble des espèces présentes à Soulosse-sous-Saint-Epophe en précisant leur abondance au cours des dix dernières années.

Figure 2.14 - Abondance des espèces présentes à Soulosse-sous-saint-élophe

Les espèces les plus représentées en aval du Vair sont, par ordre d'importance :

  • le vairon,
  • la loche franche, le goujon, le gardon,
  • le chevaine, le hotu, la vandoise, l'ablette, le spirlin, le barbeau fluviatile, le chabot.

Mis à part la loche franche et le chabot, l'ensemble des espèces sont des cyprinidées. Notons par ailleurs la présence du brochet. Seulement deux individus de cette espèce ont été pêchés en 10 ans sur cette station et mesuraient 30 et 32 cm. Il s'agissait donc d'individus aptes à la reproduction. Cette espèce a été définie comme l'espèce repère du domaine cyprinicole du Vair par la Fédération de Pêche des Vosges. Il s'agit de l'espèce ayant le niveau d'exigence le plus élevé par rapport à la qualité du milieu et de l'attrait que la pêche peut représenter. C'est à partir de cette espèce que la Fédération de Pêche des Vosges a défini des mesures d'actions sur les aménagements du Vair.

Le vairon, la loche franche, le goujon, le spirlin, l'ablette et le chabot sont des espèces piscicoles de petite taille, ne dépassant généralement pas 18 cm. Leur petite taille implique des vitesses de pointe limitées et qui peuvent être soutenues qu'un très bref instant. Ces espèces affectionnent les eaux peu profondes, plus ou moins courantes selon les espèces, bien oxygénées avec un substrat souvent caillouteux ou graveleux.

Le gardon, quant à lui, est caractérisé par une plus grande taille. C'est une espèce qui affectionne les eaux stagnantes, faiblement courantes, riches en végétaux immergés et qui tend à se développer dans les milieux eutrophisés. Les habitats du Vair aval lui sont donc favorables.

Dans "Les poissons migrateurs dans la Meuse" rédigé par la Commission Internationale de la Meuse, une liste des espèces migratrices a été établie (tableau 2.5). 

Tableau 2.5- Poissons migrateurs appartenant à l'ichtyofaune de la Meuse. Source : Commission Internationale de la Meuse, Les poissons migrateurs dans la Meuse, 2011

Dans la Meuse, il existe à la fois des poissons diadromes (une partie du cycle biologique en eau douce et l'autre en eau de mer) et des poissons migrateurs holobiotiques (dont le cycle biologique se déroule uniquement en eau douce). 

Six espèces migratrices sont présentes dans notre zone d'étude : barbeau (BAF), hotu (HOT), chevaine (CHE), vandoise (VAN), truite fario (TRF) et anguille (ANG).

L'anguille, seule espèce diadrome de notre zone, est retrouvée très ponctuellement, à Domremy-la-Pucelle dans la Meuse mais pas à Soulosse-sous-Saint-Elophe. En réalité, nous ne sommes pas dans l'axe de migration de l'anguille qui est situé plus en aval (voir annexe. Source : Comité de Bassin Rhin-Meuse, Annexe cartographique du district Meuse-Sambre, 2009)

Concernant la truite, elle est présente au niveau de chaque station, mais en faible effectif. Les zones étudiées sont en effet caractérisées par un contexte cyprinicole. Le contexte salmonicole n'est retrouvé que plus en amont : à partir de la confluence avec le Petit Vair en amont du Vair. Nous ne considérons pas cette zone dans notre étude.

Les principaux migrateurs présents dans notre zone étudiée sont ainsi des cyprinidés. Il s'agit des espèces suivantes : barbeau, hotu, chevaine et vandoise. Ces quatre espèces sont présentes dans les eaux du Vair et constitueront donc les espèces d'intérêt pour le franchissement du seuil d'Harchéchamp. Dans notre raisonnement, nous avons choisi de nous concentrer sur le rétablissement de la libre circulation de ces quatre espèces. Nous ne prendrons pas en compte les autres espèces du Vair. D'une part, la migration de ces espèces semble moins importante et d'autre part, il est difficile de limiter les vitesses maximales dans les passes à poissons à des niveaux inférieurs à 1,2 - 1,5 m/s. Or, la vitesse maximale d'un poisson dépend de sa taille. Par exemple, la taille moyenne des vairons pêchés à Soulosse-sous-Saint-Elophe étant de 10 cm, ceci représente une vitesse maximale de 1,14 m/s. En ce qui concerne le brochet, il est présent a des effectifs quasi nuls et les passes à poissons actuelles ne sont pas adaptées à son comportement et ne présentent que très peu d'efficacité.

Les espèces sélectionnées pour notre étude sont : 

​​Cliquez sur le nom des espèces pour visualiser les fiches résumant leurs caractéristiques. Source : Keith P. et al.ruslé J. et Quignard J.P

 

e) Caractéristiques des poissons sélectionnés pour notre étude

Nous allons restreindre notre étude à une passe à cyprinidés. Dans les fiches précédentes, les quatre espèces d'intérêt ont été décrites (habitats, comportement, mobilité, reproduction...). Ces informations sont nécessaires pour étudier la mise en place de passes à poissons.

Il est nécessaire d'une part, de confronter les exigences biologiques des espèces avec les habitats disponibles. Cette première partie permettra de justifier la nécessité de rétablir la continuité piscicole. Nous décrirons ensuite les principales caractéristiques des poissons en lien avec le dimensionnement des passes qui sera fait dans la Partie I-2.4 - Dimensionnement.

Confrontation habitats et exigences biologiques des espèces

  • Habitats concernés

Les cyprinidés étudiés affectionnent les rivières à courant rapide, à eaux pures, fraîches et assez bien oxygénées. Ils se retrouvent particulièrement dans des zones dites à cyprinidés dont les caractéristiques sont intermédiaires entre la zone à truite et la zone à brèmes, avec des courants relativement soutenus. Ces quatre espèces recherchent des substrats de type graveleux ou caillouteux en général. Le chevaine et le barbeau peuvent également vivre dans des substrats mixtes (caillouteux - sableux) et le chevaine affectionne les habitats riches en abris.

A cause de leur régime alimentaire, le hotu et le barbeau vivent sur le fond de la rivière. Ils se nourrissent en fouillant dans le substrat. Au contraire, le chevaine et la vandoise évoluent entre les eaux de surface et les eaux profondes en fonction de la saison et de leur alimentation. En été, on les retrouve plutôt près de la surface tandis qu'elles se réfugient plus au fond des rivières en hiver pour échapper au froid. A part le hotu et le chevaine, toutes les autres espèces se nourrissent la nuit. Tous ces poissons ont un comportement grégaire. On retrouve également les vandoises associées avec les chevaines.

Les frayères sont particulières à chaque espèce.

  • Le barbeau recherche des zones peu profondes (15-24 cm) à substrat graveleux ou caillouteux (4-20 mm) dans un courant faible (28-43cm/s) et à une température supérieure à 13,5°C.
  • Le chevaine se reproduit dans des fonds d'herbiers ou de graviers à une température proche de 15°C.
  • Le hotu recherche des zones peu profondes (0,2-0,5 m), sur fond caillouteux (galets et pierres de 10 cm de diamètre), dans un faible courant (1 m/s) dans des eaux fraîches (8-11°C) et bien oxygénées.​
  • La vandoise se reproduit sur fond de graviers à 11-12°C.

De manière générale, nous pouvons retenir qu'un substrat de type caillouteux ou graveleux doit être recherché pour la reproduction, dans des zones peu profondes et à faible courant.

 

  • Habitats disponibles sur notre zone d'étude

La détermination des différents habitats a pu être effectuée le long de notre zone d'étude et est présentée en annexe:

 - Les différents types d'habitats sur le Vair aval

 - Caractérisation physique des habitats du Vair aval

La partie du Vair étudiée est tronçonnée par des ouvrages transversaux. Or, un seuil a un effet de retenue d’eau en amont, remontant le niveau d’eau. A l’amont d’un seuil, les eaux stagnent, se réchauffent, les sédiments se déposent et l'oxygénisation est réduite. Cette zone amont est donc propice à l'eutrophisation. A l’aval, le courant est plus rapide offrant des milieux de type lotique. Les matériaux (graviers, galets, sédiments...) sont stoppés au niveau du barrage et manquent en aval, ce qui contribue à faire disparaître les fonds favorables à la reproduction.

Sur l'ensemble de la partie du cours étudiée, le Vair est calibré. Le substrat présent est caillouteux à graveleux. Les berges sont globalement inclinées voir très inclinées (30 à 70°). Le lit mineur a une forme canalisée ce qui induit une profondeur homogène et ne favorise pas la diversité d'habitats. L'oxygène dissous minimal mesuré à Soulosse-sous-Saint Elophe est favorable aux poissons (minimum compris entre 4,7 et 8,2 mg/L entre 2002 et 2010). Il faut noter que la station est positionnée à 250 m en aval du seuil de Soulosse. Les valeurs l'oxygène dissous seront plus faible au niveau de la retenue en amont du seuil.

L'amont et l'aval de notre zone se caractérise par des zones de plat lent profond en général et avec peu de bancs alluviaux. Le substrat, principalement graveleux, a tendance à se colmater. Ces caractéristiques globales ne sont pas généralisées. En effet, nous disposons d'informations plus précises à Houéville (en amont d'Harchéchamp). Sur une distance de 150 m, le tronçon présente une profondeur moyenne de 0,4 m et une largeur de 10 m (ces données ont été relevées en octobre ; au printemps, la profondeur sera plus élevée car le débit plus conséquent). A cet endroit, l'eau est limpide et le substrat est composé de graviers, pierres et galets. 

Entre Moncel-sur-Vair et Barville, les faciès d'écoulement sont plus variés, de type plat courant, mouilles/radiers. Le substrat peut être composé de graviers mais aussi de cailloux et des bancs alluviaux à cailloux plats peuvent se former. Cette zone offre une plus grande diversité d'habitats.

 

  • Justification de la nécessité d'aménagements

La restauration de la libre circulation est une nécessité pour les populations piscicoles. La présence de seuils rapprochés a pour effet de ralentir les courants, d'uniformiser les tronçons, d'augmenter la température de l'eau et de favoriser l'eutrophisation. Or les cyprinidés sont des espèces qui affectionnent les courants rapides et les eaux fraîches, pures et bien oxygénées. La libre circulation pourra permettre aux espèces de rejoindre les habitats préférentiels et les zones de frayères. L'ensemble du cours du Vair étant assez uniformisé et canalisé, il sera nécessaire en parallèle d'aménager le cours d'eau (diversification des courants, des habitats...). L'arasement partiel ou total des seuils est une solution visant à rétablir la libre circulation mais également des habitats d'intérêt. Si cette solution n'est pas envisageable ou ne permet pas le franchissement piscicole, la mise en place de passes à poissons s'avérera nécessaire.

Une autre raison principale de la nécessité d'aménager les seuils est de rétablir un brassage génétique. En effet, Les seuils délimitent des tronçons indépendant où les populations sont fixes. Ils contraignent ainsi tout brassage génétique. L'isolement des populations a pour impact une diminution de la diversité génétique. A long terme, les espèces deviennent plus vulnérables aux parasites et aux maladies. De plus, les seuils empêchent la possibilité de fuite en cas de pollution d'un tronçon. La restauration de la libre circulation permettra de reconnecter les individus d'une espèce entre eux. 

 

Détermination des caractéristiques nécessaires au dimensionnement des passes

Une passe à poisson doit tenir compte des caractéristiques des poissons pour être fonctionnelle. Nous allons donc étudier précisément les caractéristiques métriques des poissons ainsi que leur période de migration, éléments qui nous servirons ensuite pour dimensionner les passes à poissons.

  • Critères physiques

La taille des poissons à faire migrer

Une passe à poissons se dimensionne en fonction de la taille des individus. Nous avons donc étudié plus précisément la structure des populations de chacune des espèces d'intérêt en fonction de leur taille.

Nous avons tout d'abord étudié l'évolution des structures des populations entre 2000 et 2010 pour les quatre espèces :

  • Chevaine : En 2000, la population est assez bien structurée avec un panel d'individus représentant les générations de 0+ à 10+. Les années suivantes, la population double voir triple et tend à se rajeunir avec une très forte proportion de juvéniles, les reproducteurs étant également représentés avec les mêmes effectifs que les années précédentes. En 2007, la population tend à se rééquilibrer avec une croissance des population 3+ à 4+. Mais en 2009, les juvéniles dominent à nouveau. 
  • Hotu : Cette espèce est pêchée à de très faibles taux entre 2000 et 2003 et les résultats indiquent l'absence de structure évidente de la population. Entre 2003 et 2007, la structure de la population est très mal répartie avec une dominance des jeunes populations (0+, 1+). A partir de 2009, la population se structure en générations allant de 0+ à 7+.
  • Vandoise : Les individus pêchés sont en nombre très faible (< à 35 individus) sur la période 2000-2007 avec de manière générale, une prédominance des juvéniles. En 2009, 184 individus ont été pêchés, les générations 0+ étant largement prédominantes. Sur l'ensemble de la période, il a été observé des individus allant de la génération 0+ à 6+.
  • Barbeau : Les populations pêchées sont assez faibles en nombre d'individus (<30 la plupart du temps). Les juvéniles sont repérés à toutes les pêches entre 2001 et 2009. Entre 2004 et 2007, très peu de reproducteurs sont présents mais en 2009, la population tend à se restructurer avec un panel d'individus entre la génération 0+ et 8+.

Pour comprendre ces structures de populations, il est important de noter que les pêches ont été réalisées au début de l'automne pour la plupart (entre fin septembre et début octobre). La localisation de la station de pêche est aussi importante à connaître (figure 2.15).

Figure 2.15 - Localisation de la station de pêche de l'ONEMA à Soulosse-sous-Saint-Elophe. Sources : fond de carte : Fédération de Pêche des Vosges ; localisation de la station de pêche : base de données IMAGE ; localisation seuil de Soulosse : base de données ROE

La station de pêche est localisée seulement 250 m en aval du seuil de Soulosse-sous-Saint-Elophe. Cette zone est caractérisée par une diversité d'écoulements de type courant, profond et plat. Le substrat est composé de limon, de pierres et de blocs et est caractérisé par la présence d'hydrophytes, hélophytes et algues filamenteuse. Par ces caractéristiques, cette zone peut être favorable à la reproduction des cyprinidés ce qui explique la forte prédominance des juvéniles dans les populations pêchées.

Pour avoir une vision globale, nous avons réalisé des graphes représentant l'ensemble des individus pêchés sur les opérations entre 2000 et 2011 (figure 2.16).  La répartition des tailles sous forme d'histogramme permet de visualiser les populations d'âge différents. Grâce à des sources bibliographiques, nous avons pu déterminer les âges des poissons : 0+ (première année de vie), 1+ (deuxième année de vie)... 

Figure 2.16 - Taille des populations de poissons d'intérêt. Source : Portail eau france, base de données IMAGE

Pour les quatre populations, la majorité des individus sont de petite taille. La population est donc jeune et ceci témoigne de l'existence de capacité de reproduction. Les individus migrent pour se reproduire. L'âge de la maturité sexuelle des poissons dépend de l'espèce. Elle est d'environ 3 ans pour le chevaine, 4 ans pour le hotu, 3-4 ans pour la vandoise et 4-5 ans pour le barbeau. La structure des populations témoigne de la présence de reproducteurs en plus faible nombre, mais tout de même quelques individus de grande taille.

Pour dimensionner les passes à poissons, nous allons donc nous intéresser aux individus aptes à la reproduction. Les individus à considérer seront donc ceux ayant une taille supérieure à 200 mm.

Remarque : L'analyse de ces individus est réalisée à partir des données de la station de Soulosse-sous-Saint-Elophe c'est-à-dire en aval d'Harchéchamp. La population à Harchéchamp n'est pas forcément exactement la même mais nous supposons qu'elle s'en approche.

Les capacités de nages associées

Le dimensionnement d'une passe à poissons est lié aux capacités de nage des espèces piscicoles considérées. Videler a proposé en 1993 une formule mathématique pour prédire les vitesses de nage maximales des poissons dont la taille est inférieure à 50 cm : 

Vmax = 0,4 + 7,4*L

où Vmax est la vitesse maximale en m/s et L est la longueur du poisson en mètre. Cette vitesse peut également fortement dépendre de la température de l'eau. Ces vitesses ne peuvent être tenues que pendant de courts instants. Videler a proposé également une formule mathématique pour relier la taille à la vitesse de croisière : 

Ucr = 0,15 + 2,4*L

Cette limite correspond arbitrairement à la vitesse que le poisson peut soutenir pendant 200 min (M. Larinier, D. Courret, P. Gomes, 2006). Pour un poisson de 200 mm, on obtient ainsi une vitesse maximale de 1,88 m/s et une vitesse de croisière de 0,63 m/s.

 

  • Critère temporel : la période de migration

Ces espèces ont en commun de frayer dans des eaux fraîches (entre 10 et 15°C) donc en tête de bassin versant entre les mois de Mars et de Juillet comme le montre le tableau 2.6.

Tableau 2.6 - Période de Frai des différentes espèces ciblées (source: encyclopeche.com)

 

Bilan: Le Vair est un milieu très anthropisé (seuils, canalisation, berges peu stables et ripisylve dégradée). Les populations de poissons ont été sérieusement affectées par ces modifications du milieu. Le rétablissement de la continuité piscicole ne suffira sans doute pas à retrouver une population naturelle.

Pour la suite de l'étude, on choisit comme espèces-cibles pour l'étude de la passe à poisson le barbeau fluviatil, le hotu, le chevaine et la vandoise. On dimensionnera la passe pour les poissons de taille supérieure à 20 cm entre les périodes de Mars et Juillet.

1.3- Zoom sur le site d'Harchéchamp

a) Description physique du seuil

L'ouvrage étudié est un seuil en rivière d'une hauteur de 2,3 m de haut sur environ 48 m de large. GENIVAR nous a fourni les levés topographiques qui permettent de caractériser le seuil (figure 2.17). Ce déversoir a pour effet d'élever le niveau d'eau de la rivière en amont. 

Figure 2.17 - Configuration du seuil d'Harchéchamp

Le seuil est divisé en trois parties.

Sur la rive gauche: tronçon A-B (figure 2.18 et 2.19). Cet ouvrage prend la forme d'une passerelle. Aussi nommée "barrage d'Harchéchamp", cette partie fait 12 m de long, 5 m de large et 3 m de hauteur, ce qui représente une hauteur de chute de 1,5 m en contexte de moyennes eaux. Cet ouvrage à déversoir vertical est composé de deux ouvertures hydrauliques : les vannes (qui ne sont plus fonctionnelles). Le déversoir est suivi d'une zone de radier à l'aval (en dessous de la passerelle).

Figure 2.18 - Photo du barrage d'Harchéchamp (tronçon A-B). Source : GENIVAR France

Figure 2.19 - Coupe en long du barrage. Source : GENIVAR France

 

 - La ligne de crête de la partie médiane (tronçon B-C) qui s'étend sur 11 m, se trouve au-dessus de la ligne d'eau. Par conséquent, à cet endroit, l'eau ne circule pas. Au niveau de cette zone morte, la végétation est bien installée, plutôt de type arbusive. 

- Enfin, sur la rive droite et s'étendant sur 25 m, la rivière s'écoule au-dessus de la crête du seuil (tronçon C-D). 

Figure 2.20 - Photo du tronçon C-D vu de la rive droite. Source : Agence de l'eau Rhin-Meuse

 

b) Le Vair à proximité du seuil 

Profil en long du Vair au niveau du seuil d'Harchéchamp

Le profil en long a été réalisé par le binôme 3 dans la Partie I - Préparation de l'étude.

Figure 2.21 - Profil en long du Vair à Harchéchamp

​Profil en travers du Vair

Figure 2.22 - Profil en travers du Vair à Harchéchamp en amont du seuil (Source: GENIVAR France)

 

c) Les berges et la ripisylve

Les berges sont de nature limono-argileuse. Elles ont une pente inclinée (de 30 à 70°C) et une hauteur de 0,25 à 0,50 mètres. Elles offrent peu d'abris de sous-berges ou de végétation ligneuse. En rive droite, les berges sont effondrées en grande partie et en rive gauche, les berges sont notées être instables localement.

En ce qui concerne la ripisylve, elle est à dominance arbustive et arborescente par endroit. La ripisylve est dense au niveau du seuil mais éparse en amont et en aval. Elle a en générale une emprise latérale de moins de 5 m. L'espèce dominante est le frêne et on observe localement la présence de renouée du Japon, espèce invasive ligneuse. L'état de la ripisylve est altéré avec peu ou pas de potentiel de restauration spontanée.
 

d) Usages  et réglementation

Usages

Ce seuil permettait l'alimentation d'un moulin qui se situait en rive gauche du Vair. Aujourd'hui, ce moulin est détruit, la vanne du seuil n'est plus fonctionnelle et le déversoir ne semble pas avoir de véritable intérêt selon l'EPAMA. Cet ouvrage ne sert plus qu'au maintien du profil en long du lit du cours d'eau et à la lutte contre l'érosion mais cet usage a été démenti par le travail du binôme 3.

Le seuil est aujourd'hui problématique en terme de continuité piscicole car sa hauteur (1,1 m de chute) constitue un obstacle à la libre circulation des poissons.

Réglementation

L'article L214-17 du Code de l'Environnement demande l'établissement de classement de cours d'eau sous forme de deux listes : liste 1 et liste 2.  La première liste concerne les cours d'eau, partie de cours d'eau ou les canaux qui sont reconnus comme en très bon état écologique ou qui jouent un rôle de réserve biologique important pour le maintien ou l'atteinte du bon état écologique d'un bassin versant. La deuxième liste concerne les cours d'eau sur lesquels il faut assurer le transport suffisant des sédiments et la circulation des poissons migrateurs. L'avant-projet de classement des cours d'eau dans le bassin Rhin-Meuse est consultable sur le site de la DREAL (Direction Régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement) via l'outil Carmen (module de cartographie). Le Vair n'est pas classé en liste 1 ou 2.

De plus, le seuil n'est pas dans la liste d'ouvrages Grenelle à traiter en priorité. Les ouvrages Grenelle sont des obstacles à l'écoulement sur lesquels des actions de restauration de la continuité écologique sont possibles à plus ou moins long terme. Il n'est pas considéré comme prioritaire par la DCE, mais il est prioritaire pour l'EPAMA en particulier en ce qui concerne la franchissabilité et l'inondabilité.

 

e) Activités en lien avec le site

La commune d'Harchéchamp s'étend sur 7,4 km² et compte 105 personnes. Le premier secteur d'activité est la construction (33,3% des établissements actifs au 31 décembre 2010) devant l'agriculture (22%), le commerce et les transports (22%) et l'industrie (11%) (INSEE). La commune par sa taille ne représente pas une pression majeure pour la qualité des eaux du Vair. Néanmoins, l'activité agricole principale est la grande culture avec 58% de la surface agricole utilisée (SAU) réservée à cet usage, vient ensuite l'élevage avec 42% de la SAU (Agreste). En 2000, dans les Vosges, 68 ha avaient été irrigués (Enquête structure des exploitations agricoles). L'irrigation est donc négligeable dans le département et n'exerce que peu ou prou de pression sur la ressource en eau. En revanche, la pratique des grandes cultures en agriculture conventionnelle sous-entend l'utilisation de produits phytosanitaires (engrais et pesticides) susceptibles d'être lessivés vers la rivière et d'altérer la qualité chimique du milieu aquatique.

Dans le secteur industriel, on peut noter la présence d'une scierie sur la commune de Barville au niveau du seuil. C'est la seule activité qui pourrait directement influencer l'installation de la passe à poissons.

Dans le secteur des loisirs, on ne relève pas d'association de kayak sur le Vair que l'arasement du seuil pourrait affecter. En revanche, on dénombre deux associations de pêche à Attignéville et à Houécourt (Fédération de pêche).

 

Bilan: Le seuil d'Harchéchamp est un obstacle à la continuité piscicole. Le moulin qu'il approvisionnait n'étant plus et comme le seuil n'assure pas son rôle de stabilisateur des berges, il n'a plus son utilité. Par conséquent et selon, le code de l'environnement, il doit être éliminé si possible

1.4- Aspects administratifs

a) Propriété

Le seuil est localisé sur le Vair, qui sépare deux communes voisines : Harchéchamp sur la rive droite et Barville sur la rive gauche. Le cadastre (figure 2.22) montre que la zone du seuil rejoint la rive gauche au niveau de la parcelle 90 et la rive droite au niveau de la parcelle 166. Ces deux parcelles appartiennent à des propriétaires différents. Ceci implique un statut juridique particulier, définit par l'article L.215-2 du code de l’environnement. Cet article définit la propriété des berges et du lit du cours d'eau : “ Le lit des cours d'eau non domaniaux appartient aux propriétaires des deux rives. Si les deux rives appartiennent à des propriétaires différents, chacun d'eux a la propriété de la moitié du lit, suivant une ligne que l'on suppose tracée au milieu du cours d'eau, sauf titre ou prescription contraire”. Ce statut est relié à des obligations qu'ont les propriétaires sur l'entretien des cours d'eau. L'article L.215-14 du code de l’environnement précise que "le propriétaire riverain est tenu à un entretien régulier du cours d’eau". L'entretien est donc du ressort du propriétaire riverain et l'Etat assure le contrôle de cet entretien afin de garantir l'intérêt général.

 

Figure 2.23- Cadastre de la zone d'étude et identification des parcelles concernées par le seuil (en bleu)

 

b) Maître d'ouvrage

L'intervention sur le seuil est réalisée par un maître d'ouvrage. Pour un maître d’ouvrage public, la volonté de s’engager dans un programme de restauration et d’entretien d’un réseau hydrographique naît souvent d’un double constat : l’abandon de l’entretien par les riverains privés et l’état de dégradation physique des cours d’eau (Ledoux, 2010).

Dans notre cas, la maîtrise d'ouvrage est confiée à l'Etablissement Public de la Meuse et de ses Affluents (EPAMA), syndicat mixte de collectivités, créé le 2 juillet 1996. Les collectivités membres de l'EPAMA sont à la fois des conseils régionaux, des conseils généraux et des groupements de communes ou communes. La commune d'Harchéchamp est reliée à l'EPAMA via le Conseil Général des Vosges, qui en est membre. L'EPAMA a rejoint l'Association Française des Etablissements Publics Territoriaux de Bassin (EPTB). Un EPTB a pour mission de faciliter la gestion équilibrée de la ressource en eau (article L.213-12 du Code de l'Environnement). Il joue le rôle d’information, d’animation, de coordination, mais aussi de maîtrise d’ouvrage de travaux ou d’étude, d'intervention sur les cours d’eau et de gestion du domaine public fluvial.

 

c) Préconisations réglementaires

   ♦ Le Vair et ses berges au niveau du seuil d'Harchéchamp appartiennent à des propriétaires privés. Il est donc fortement recommandé au maître d'ouvrage de chercher à obtenir l'accord des propriétaires en préalable des travaux. Cet accord a pour but de l'autoriser à procéder aux travaux de restauration et/ou d’entretien. Il peut s'agir :

- d'un accord verbal amiable,

- d'une autorisation ponctuelle de passage ou

- d'une convention.

Dans le cadre de la mise en place d'une passe à poisson, un entretien régulier s'avèrera nécessaire pour le bon fonctionnement de cet aménagement. Une servitude de passage devra donc être établie et est prévue dans l'article L.215-18 du Code de l'Environnement. La convention est la forme d'accord la plus pertinente. Elle prend la forme d’un contrat de caractère administratif, qui va organiser l’exercice du droit de passage relatif aux travaux concernés, leur périodicité, à la répartition des responsabilités, etc.

Le maître d’ouvrage peut également juger préférable de devenir propriétaire du lit mineur et des berges des cours d’eau concernés. (Ledoux, 2010). Cette solution peut s'avérer indispensable selon la nature des travaux. Les berges peuvent en effet dans certains cas être le lieu d'aménagements piscicoles comme pour les rampes de franchissement ou des rivières de contournement. L'achat de parcelles peut se faire à l'amiable. Si le propriétaire s'y oppose, le maître d'ouvrage peut mettre en oeuvre une Déclaration d'Utilité Publique afin de disposer de la possibilité d'exproprier le propriétaire. L'utilité publique est déclarée par arrêté ministériel ou préféctoral. Le dossier de déclaration d'utilité publique est soumis à enquête et doit contenir les informations requises par l'article **R11-3 du Code de l'expropriation  pour cause d'utilité publique. Cette solution extrême ne sera pas a priori à envisager dans le cadre des travaux de mise en place de passes à poissons mais peuvent l'être pour des problématiques d'inondabilité, mettant en jeu la sécurité des populations.

   ♦ De plus, la maîtrise d'ouvrage étant de nature publique sur des propriétés privées, la Déclaration d'Intérêt Général (DIG) est préconisée. La DIG est un arrêté préfectoral déclarant les travaux prévus d'"intérêt général" et apportant une couverture juridique aux structures publiques intervenant sur des propriétés qui ne sont pas les leurs. Cette déclaration permet d'une part, de justifier la dépense de fonds publics sur des propriétés privés et d'autre part, de permettre l'accès aux parcelles privées pour le personnel et les engins. (Conseil Général Finistère, Guide de mise en oeuvre de la continuité écologique sur les cours d'eau)

La DIG nécessite de suivre une procédure définie dans les articles R.214-99 ou R.214-101 du Code de l'Environnement selon si les travaux sont soumis à autorisation ou déclaration. Le dossier est soumis à enquête publique.

   ♦ La Directive Cadre sur l'Eau (DCE) du 23 octobre 2000 a fixé un objectif de bon état des eaux en Europe pour 2015. Le "bon état" est fondé sur l'évaluation de la qualité chimique et écologique. Elle impose que les ouvrages ou les activités ayant un impact sur le milieux aquatique soient conçus et gérés pour respecter ces objectifs. Ainsi, toute personne souhaitant réaliser un ouvrage ou une activité sur un cours d'eau doit soumettre son projet à l'application de la loi sur l'eau et au régime de déclaration ou d'autorisation selon les cas. D'après la nomenclature des opérations soumises à autorisation ou à déclaration L214-1 à L214-3 du code de l'environnement, l'installation d'une passe à poisson fait partie de la rubrique des ouvrages dans le lit majeur d'un cours d'eau. Les principales rubriques de la nomenclature concernées par l'implantation de passes à poissons sont à titre d'information les rubriques 1.2.1.0., 3.1.2.0., 3.1.4.0. et 3.1.5.0. selon les caractéristiques de l'aménagement envisagé.

Dans un dossier de déclaration ou d'autorisation, il est demandé d'examiner un par un les différents paramètres du projet susceptibles d'avoir une incidence ou un impact sur le milieu aquatique et ce à toutes les étapes du projet. La règle du cumul des aménagements doit être respectée ainsi que celle du cumul des impacts. Il faut ensuite comparer les différents impacts du projet avec la nomenclature eau. Pour chaque rubrique concernée par le projet, on doit s'informer des prescriptions les concernant auprès du service en charge de la police de l'eau et des milieux aquatiques. Le dossier de déclaration doit être ensuite constitué. Il doit contenir:

- le nom, l'adresse, la signature du demandeur ou le numéro SIRET de l'entreprise.

- l'emplacement sur lequel l'installation va être réalisée.

- la nature, la consistance, le volume de l'ouvrage ainsi que les rubriques de nomenclature auquel il appartient.

- un document indiquant l'incidence du projet sur la ressource en eau et les milieux aquatiques et sur les zones Natura 2000, la compatibilité du projet avec le schéma directeur d'aménagement et de gestion des eaux et les mesures correctives ou compensatoires envisagées.

- les moyens de surveillance et d'évaluation des prélèvements.

Dans le cas d'un dossier de déclaration, la procédure est beaucoup plus courte que dans le cas d'un dossier d'autorisation ( 2 mois contre plus de quatre mois). Après instruction du dossier par le service en charge de la police de l'eau pour vérifier sa régularité et sa recevabilité, le préfet donne son avis sur le projet.

 

Bilan: Le seuil d'Harchéchamp est sur deux communes de part et d'autre du Vair, et ses berges appartiennent à deux propriétaires différents. La réalisation des travaux par le maître d'oeuvre nécessitera donc l'achat des parcelles soit par un accord à l'amiable avec les propriétaires, soit avec une déclaration d'utilité publique. Une déclaration d'intérêt générale est préconisée pour couvrir juridiquement le projet. Enfin, la réalisation de travaux sur un cours d'eau nécessite un dossier de déclaration ou d'autorisation au titre de la loi sur l'eau.