Etude environnementale

L'étude environnementale du projet a pour objectif d'évaluer et de sécuriser son acceptabilité par les autorités environnementales compétentes.

L'étude présentée sera réalisée en deux temps afin de répondre à cet objectif :

1. L' étude d'impact. Elle dresse le degré de vulnérabilité de la zone d'étude et rend compte des effets prévisibles. Elle aboutit à la détermination des mesures de réduction, compensation ou suppression à mettre en place. Elle s'appuie bien sûr sur le contexte réglementaire du moulin.

2. L'étude spécifique et le dimensionnement des mesures identifiées. Elle met en phase avec la réalité les mesures retenues et rend compte des investissements nécessaires. Ces derniers sont inclus dans le calcul de rentabilité du projet.

Intégrant des enjeux environnementaux, sociaux et économiques, l'étude environnementale balaie un spectre très large d'informations et de connaissances. Compte-tenu des contraintes de temps et de moyens définies par le cadre universitaire du projet, l'étude environnementale du projet présentée ici ne prétend pas être complète. Des extrapolations, des hypothèses jalonnent le travail réalisé. Ces choix sont justifiés dans la présentation des limites de l'étude.

Etude d'impact du projet

L'étude d'impact est fondamentale pour évaluer l'acceptabilité environnementale d'un projet. Il s'agit d'une étude approfondie de l'impact que peut avoir la construction d'un aménagement sur le milieu. Son objectif est d'éviter qu'un projet, certes justifié du point de vue économique, ne se révèle à terme néfaste pour l'environnement*. C'est pourquoi elle doit être réalisée en amont d'un projet. 

L'étude d'impact est obligatoire depuis la loi sur la protection de la nature du 16 juillet 1976 qui fixe les règles de sa réalisation et son contenu. Le droit des études d’impact est maintenant régi par le Code de l'environnement. Dans sa partie législative, l'étude d'impact est présentée dans les articles :
- L.122-1 : objectif de l’étude d’impact, insertion dans les procédures,
- L.122-2 : conséquences de l’absence d’étude d’impact,
- L.122-3 : contenu de l’étude d’impact, lien avec les enquêtes publiques, etc.
Dans la partie réglementaire du Code, ce sont les articles R. 122-1 à R. 122-16 qui s'appliquent à l'étude d'impact. L'étude d'impact s'inscrit clairement dans le principe de prévention et d'intégration du droit de l'environnement. 

L'étude d'impact s'articule en plusieurs étapes : 

  • Le diagnostic initial du milieu (ou "état de référence") permet de faire le point sur tous les compartiments du milieu (données physiques, géologiques, biologiques (faune, flore), humaines, sociétales, fiscales, économiques, paysagères...) : sont-ils compatibles avec les activités projetées?
  • L'évaluation des effets du projet sur l'environnement : directs et indirects, temporaires et permaments, cumulés avec d'autres projets. 
  • La proposition de mesures permettant de réduire les impacts.
  • La proposition de mesures permettant de compenser les impacts n'ayant pû être effacés par les mesures de réduction.

Présentée dans le dossier de demande d'autorisation lorsque celle-ci est requise, l'étude d'impact est fondamentale puisqu'elle constitue le support majeur utilisé par les autorités pour fonder leur accord sur la réalisation du projet. Elle permet au maître d'ouvrage, au même titre que les études techniques, économiques et financières, d'améliorer son projet.

L'étude d'impact appliquée au cas du Moulin Priaud :

Les différents aménagements relatifs au fonctionnement ancien du moulin (seuil, bief, grilles...) sont déjà présents sur site. L'étude portera donc, non pas sur leur impact potentiel, mais sur leur impact réel, en tenant compte du fait qu'ils existent depuis plus d'un siècle. Les conséquences des conditions d'exploitation seront évaluées.

Certains points n'ont pas été approfondis en raison des contraintes de temps du projet, comme l'étude de terrain comprenant des relevés biologiques.

*L'étude d'impact stricto sensus porte à la fois sur l'environnement et la santé. 

Quelle étude pour ce projet?

La "procédure du cas par cas"

Afin de mettre le droit français en conformité avec le droit communautaire, l'étude d'impact a été réformée. Le décret n°2011-2019 du 29 décembre 2011 portant réforme des études d'impact des projets de travaux, d'ouvrages ou d'aménagements introduit la procédure dite de "décision au cas par cas" pour certains projets et supprime la procédure de "notice d'impact". La réforme est applicable à tous les dossiers déposés depuis le 1er juin 2012, en application de l'article 230 de la loi Grenelle 2 portant Engagement National pour l'Environnement.

Les installations destinées à la production d'énergie hydroélectrique appartiennent à la 25ème catégorie d'aménagements, d'ouvrages et de travaux de la liste des projets soumis à étude d’impact figurant au tableau annexé à l’article R.122-2 du Code de l’Environnement. En résumé, les projets d'hydroélectricité dont la puissance maximale brute dépasse 500 kW sont
soumis à l’étude d’impact, les projets dont la puissance est inférieure à 500 kW sont soumis à la "procédure de cas par cas".

Le moulin, dont la puissance n'excède pas les 500 kW, est donc soumis à la "procédure de cas par cas" : un formulaire d'"examen au cas par cas" est à renseigner à la DREAL Auvergne, qui se chargera d'estimer si le projet de réhabilitation du moulin doit faire ou non l'objet d'une étude d'impact.
 

Les enjeux environnementaux du moulin

Le 1er alinéa de l’article R. 512-8 du code de l'environnement précise que le contenu de l’étude d’impact -et donc en premier lieu les recherches des données sur l’état initial- doit être en relation avec l’importance de l’installation projetée et avec ses incidences prévisibles sur l’environnement.
Ainsi, ne sachant pas si le moulin -soumis à la "procédure du cas par cas"- devra faire l'objet ou non d'une étude d'impact, ni dans quelles mesures celle-ci devrait être poussée, est établi l'inventaire des enjeux environnementaux majeurs - et pouvant être identifiés comme tels par l'autorité environnementale compétente- suscités par le projet de réhabilitation du moulin en pico-centrale hydroélectrique :
- l'énergie : le Grenelle de l'Environnement a fixé des objectifs en terme de développement des énergies renouvelables.
- l'eau et milieu aquatique : le maintien de la fonctionnalité des milieux aquatiques malgré l'hydroélectricité constitue un objectif majeur.
- la biodiversité
- le risque d'inondation
- le patrimoine

Les facteurs prépondérants du milieu

Cette liste nous permet en amont de délimiter l'ensemble des données à récolter concernant les caractéristiques du milieu environnant afin d'évaluer plus tard sa sensibilité aux effets envisagés :
- Caractéristiques physiques : climatologie, géologie, hydrogéologie, hydrologie et cyndinologie de la zone d'étude.
- Caractéristiques biologiques : statuts de protection, gestion du cours d'eau, état écologique du cours d'eau, inventaire faunistique, inventaire floristique.
- Caractéristiques sociales : démographie, occupation du sol, paysage et patrimoine.

 

 

 

Etat initial

A travers l'analyse de l'état initial du site et de son environnement, sont décrits les espaces et richesses naturelles pouvant être affectés par les aménagements ou ouvrages déjà en place ou à venir dans le cas d'une réhabilitation effective. Compte-tenu des précédentes conclusions, cette étude portera sur trois grands axes : le milieu physique, le milieu naturel (ou biologique) et le milieu humain. Les aménagements existants ayant un impact sur ces milieux seront enfin présentés.
L'objectif est de déterminer le degré de vulnérabilité de l'environnement de la zone d'étude en regard du projet.
 
Voici l'ensemble des acteurs contactés et des bases de données consultées :
 
Acteurs :
  • Office Nationale de l'Eau et des Milieux Aquatiques (ONEMA) - Service Départemental de l'Allier
  • Direction Départementale des Territoires (DDT) de l'Allier - Service de la police administrative
  • Mairie de Molinet
  • Fédération de Pêche de l'Allier
  • Ligue de Protection des Oiseaux (LPO) de l'Auvergne
  • Direction Régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement (DREAL) Auvergne -Services Eau Biodiversité Ressources

Bases de données :

 

1. Milieu physique

Contexte Climatique

Le département de l'Allier se caractérise par la présence de deux zones climatiques. Une zone de climat de montagne au sud et une zone océanique plus ou moins altérée au nord et à l'ouest, zone dans laquelle nous retrouvons le moulin Priaud. Le temps au niveau de la zone d'étude est donc, comme nous pouvons le constater ci-dessous, doux tout au long de l'année avec des étés frais bien ensoleillés et des hivers aux températures douces.

Figure 1. Évolution de la température en 2013 [1] et Moyenne saisonale de 1999 à 2013 des équivalents jours de soleil sur la commune de Molinet. Source : Météo France, 1999-2013 [2]

En outre, la figure 2 montre que la commune de Molinet est une zone climatique balayée par de faible rafales de vent. En effet, le nombre de jour par an où le vent dépasse les 57 km/h est inférieur à 30 et la moyenne des vitesses de vent maximales depuis 1999 oscille autour des 80 km/h tout au long de l'année soit la moitié de la moyenne nationale [3].

Figure 2.   Moyenne saisonale de 1999 à 2013 des vitesses de vent maximales et des hauteurs de pluies sur la commune de Molinet
Source: Météo France, 1999-2013 [2]

Enfin, la moyenne des cumuls annuels de précipitations sur la commune de Molinet depuis 1999 est, comme présenté ci-dessus, de 778 mm contre 810 mm pour la moyenne nationale. De plus, la zone se traduit par la succession de deux saisons, Automne et Hiver, plus sèche que la moyenne nationale avec respectivement une pluviométrie moyenne de 191 mm et 127 mm. A l'inverse la saison printanière et estivale est plus pluvieuse que celle de la moyenne nationale avec respectivement des hauteurs d'eau moyenne de 222 mm et 237 mm.
 

Contexte Géologique

Figure 3. Carte géologique de la zone d'étude 1/50000. Source : [4]

Le Moulin Priaud s'établit donc sur un terrain sédimentaire tertiaire et quaternaire et plus précisément sur une formation de sable et d'argile de type limagne et calcaire du Bourbonnais. De plus, par la présence de la Vouzance cette formation est recouverte par des alluvions récentes et actuelles.
 

Contexte  Hydrogéologique et Hydrologique

La zone d'étude se situe sur un aquifére de type calcaire et sable du bassin tertiaire roannais.

Par ailleurs, le contexte hydrologique de la Vouzance a été l'une des préoccupations principales de ce travail de groupe et est développé dans la partie Etude hydrologique de la Vouzance.

 

Risques Naturels

Figure 4. Cartorisque de la zone d'étude. Source: [5]

Les risques naturels inféodés à la zone d'étude sont minimes. En effet, les aléas sismiques sont faibles avec un mouvement du sol et plus précisément une accélération comprise entre 0,7 m/s² et 1,1 m/s². De plus le moulin Priaud se situe en dehors des zones d'aléas liées aux inondations. Cependant, comme nous avons pu le constater sur place lors de la visite de terrain et comme développé dans la partie: Étude du risque d'inondation ce phénomène naturel est présent au niveau du moulin et ne peut être négligé par notre étude.
 

2. Milieu naturel

Statuts de protection

Le Moulin Priaud, bordé par la Vouzance, est situé en dehors de toute zone de protection. Proche de la confluence de la Vouzance avec la Loire (à environ 4 km à vol d'oiseau), il est en revanche à proximité de nombreux espaces bénéficiant d'un statut de protection. Dans un rayon de 2 km le long des berges de la Loire, tous les territoires sont classés en Zone Natura 2000 "sites d'intérêt communautaire", Zone Natura 2000 "zones de protection spéciale", Zone Naturelle d'Intérêt Ecologique, Faunistique et Floristique (ZNIEFF) 1 et 2, Zone d'importance pour la conservation des oiseaux. 

Figure 5. Cartographie des espaces protégés de la zone d'étude. Source : [6]
 

Gestion de la Vouzance

La Vouzance est une rivière intégrée au Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) Loire-Bretagne. Le SDAGE est un plan de gestion des eaux encadré par le droit communautaire et qui n'est autre que la réponse directe ou "rapportage" de l'Etat français au respect la Directive Cadre sur l'Eau (DCE) de la commission européenne. Il fixe les grandes orientations permettant d'atteindre les objectifs attendus en matière de "bon état" des cours d'eau à l'échelle d'un grand bassin hydrologique (la France en compte 6). Tous les plans de gestion à une échelle plus locale doivent être en accord avec les grandes orientations et objectifs fixés par le SDAGE pour une période de 6 ans.
Le Schéma d'Aménagement et de Gestion des Eaux (SAGE) est un document de planification de la gestion de l'eau à l'échelle d'une unité hydrographique cohérente plus petite. Il fixe des objectifs généraux d'utilisation, de mise en valeur, de protection quantitative et qualitative de la ressource en eau et il doit être compatible avec le SDAGE. Aucun SAGE englobant la Vouzance n'a été mis en place à ce jour [7].


Figure 6: La gestion de l'eau à l'échelle européenne à l'échelle locale. Source : [7]

A une échelle encore plus locale, aucun contrat de rivière n'existe sur la Vouzance.
La Vouzance est intégrée au Plan Départemental pour la Protection du milieu aquatique et la Gestion des ressources piscicoles (PDPG) de la Fédération de Pêche de l'Allier. Cette dernière s'intéresse toutefois peu à la Vouzance en raison de sa faible richesse en poisson. Une gestion patrimoniale différée y est appliquée. Les pratiques des pêcheurs comme le repeuplement peuvent se poursuivre, permettant de maintenir les populations piscicoles artificiellement tout en engageant des interventions sur le milieu [8].

Un nouveau classement des cours d'eau en liste 1 et 2 au titre de l'article L.214-17 du Code de l'environnement est en vigueur depuis le 22  juillet 2012 sur le bassin Loire-Bretagne, au titre duquel la Vouzance n'appartient à aucun de ces classements. Selon un personnel de l'ONEMA ayant participé à l'élaboration du classement, la Vouzance aurait pû être classée en liste 2. Un cours d'eau est sélectionné en liste 2 pour "pour rétablir la continuité écologique en imposant, au plus tard dans les 5 ans, aux ouvrages existants les mesures correctrices de leurs impacts". Autrement dit, sur un cours d'eau en liste 2, certaines mesures sont obligatoires (passes à poisson notamment).
En conclusion, sur un cours d'eau non classé comme la Vouzance, il n'y a pas d'obligation concernant le rétablissement de la continuité écologique mais cela ne signifie en aucun cas que ces même exigences ne peuvent être demandées.
 

Etat écologique et Peuplement piscicole

Le SDAGE Loire-Bretagne 2010-2015 a fixé des objectifs sur le bon état écologique, chimique et global des cours d'eau à atteindre. L'atteinte du bon état physico-chimique de la Vouzance (température, oxygène, salinité, acidité, polluants) est fixé à 2015 comme initialement prévu par la commission européenne. L'atteinte du bon état écologique a été reportée à 2027 pour des raisons de faisabilité technique. L'agence de l'eau Loire-Bretagne ne dispose d'aucune donnée plus précise sur l'état actuel de la Vouzance [9].

Le PDPG de la Fédération de Pêche de l'Allier qualifie l'état fonctionnel de la Vouzance de "perturbé". C'est à dire qu'au moins une des fonctions vitales (reproduction, alimentation, déplacement) des poissons est perturbée. C'est cela qui justifie la gestion patrimoniale différée sur la rivière [10]. 
La population théorique sur le cours d'eau est par ailleurs estimée à 4701 kg et la population réelle à 3512 kg soit une perte de fonctionnalité de 25,3%.

Les principaux facteurs limitants au fonctionnement du cours d'eau sont:
- le drainage des prairies
- les élevages intensifs
- le manque d'entretien généralisé (embâcles)
- les plans d'eau (vidanges)
- les retenues en amont des obstacles (modification des faciès d'écoulement). Le seuil du site d'étude est concerné.

Pour améliorer l'état fonctionnel du cours d'eau dans les 5 ans, le PDPG prévoit :
- la gestion des embâcles et opérations d'entretien
- le respect de la réglementation concernant les élevages
- le respect des normes de vidanges pour les plans d'eau
Aucune mesure ne prévoit l'effacement des seuils.

Le domaine piscicole est dit intermédiaire. Le milieu aquatique convient aux cyprinidés rhéophiles (CR) qui en est l'espèce repère. L'ONEMA, en charge de l'inventaire piscicole de la Vouzance, réalise des prospections par pêches électriques. Le graphique ci-dessous présente les espèces pêchées dans ce cadre, en octobre 2005, septembre 2006, septembre 2007 et mai 2011 sur la Vouzance, à la station de Neuilly-en-Donjon. Sur ces quatre relevés, la population totale pêchée est de 2019 individus pour 16 espèces différentes.

Figure 7. Population piscicole de la Vouzance. Source : [11]

La principale espèce relevée est le Goujon (36,5% de l'échantillon), suivie du Spirlin (22,3%), du Vairon (14,5%) et du Chevaine (9,3%). A elles quatre, ces espèces représentent 82,6% de la population.
La présence de la Lamproie de planer est à noter. Il s'agit d'un agnathe dit "migrateur". Sa présence aurait pu justifier le classement du cours d'eau en classe 2.
Les poissons en présence mesurent entre 5 et 10 cm en moyenne à l'exception du chevaine qui mesure environ 35 cm. Les juvéniles mesurent souvent moins de 5 cm [10].

Données d'inventaires

- Relevés floristiques :

Sur la commune de Molinet, 356 taxons ont été identifiés et recensés dans l'Atlas du Conservatoire Botanique National du Massif Central. Aucun taxon n'est protégé. Aucun non plus ne concerne une plante envahissante ou exotique. Parmi ces espèces, on retrouve principalement la Lycopside des champs (Lycopsis arvensis) et le Coquelicot (Equisetopsida Ranunculales).
En 2012, le Coquelicot figurait sur la liste rouge européeene de l'UICN, dans la catégorie "préoccupation mineure". Le Polycnème des champs (Polycnemum arvense) est classé sur la liste rouge de la Flore vasculaire de France métropolitaine (2012) en tant qu'espèce menacée dans la catégorie "en danger" mais il pas été observé sur la commune depuis 1925. Le Polycnème des champs n'est pas protégée pour autant.

 

- Relevés faunistiques

  • Oiseaux

77 espèces d'oiseaux ont été rencensés sur la commune de Molinet par la Ligue de Protection des Oiseaux d'Auvergne. Parmi eux 4 sont des oiseaux nicheurs :
- la Cigogne Blanche (Ciconia ciconia)
- le Faucon émerillon (Falco columbarius)
- la Fauvette Babillarde (Sylvia curruca)
- la Pie-grièche à tête rousse (Lanius senator).

 13 espèces font partie de la liste Rouge régionale des oiseaux d'Auvergne : 

Tableau 1 : Liste des espèces d'oiseaux menacées sur liste rouge régionale
- Données LPO-Auvergne
Nom commun Nom latin Statut d'espèce menacée
Pie-grièche à tête rousse Lanius senator EN DANGER
Cigogne Blanche Ciconia ciconia VULNERABLE
Aigrette garzette Egretta garzetta VULNERABLE
Faucon hobereau Falco subbuteo VULNERABLE
Vanneau huppé Vanellus vanellus VULNERABLE
Petit gravelot Charadrius dubius VULNERABLE
Chevalier guignette Actitis hypoleucos VULNERABLE
Goëland leucophée Larus michahellis VULNERABLE
Sterne pierregarin Sterna hirundo VULNERABLE
Guêpier d'Europe Merops apiaster VULNERABLE
Hirondelle de rivage Riparia riparia VULNERABLE
Grive litorne Turdus pilaris VULNERABLE
Fauvette babillarde Sylvia curruca VULNERABLE

Une partie de la commune de Molinet est située dans la zone Natura 2000 qui entoure la Loire, ainsi que dans une zone d'importance pour la conservation des oiseaux. La LPO Auvergne ne dispose d'aucun inventaire d'oiseaux spécifique au lieu dit "Moulin Priaud". Il faut donc prendre avec précaution les données répertoriées ci-dessus : ces espèces  sont très vraisemblablement présentes aux abords de la Loire qui leur fournit un habitat beaucoup plus vaste et approprié que la Vouzance.

  • Mammifères

    6 espèces de mammières ont été recensées sur la commune de Molinet par le Groupe Mammologique d'Auvergne :
    - le Castor d'Eurasie (Castor fiber)
    - le Chevreuil européen (Capreolus capreolus)
    - le Martre des pins (Martes martes)

    - le Ragondin (Myocastor coypus)
    - le Rat musqué (Ondatra zibethicus)
    - le Renard roux (Vulpes vulpes)
    Le Castor d'Eurasie est sur la liste des mammifères terrestres protégés sur l'ensemble du territoire français. Ces 6 mammifères sont répertoriés sur la liste rouge de l'Union Internationale pour la Conservation de la Nature (UICN) dans la catégorie "préoccupation mineure" : elles ne sont pas menacées.
     

  • Insectes

    7 insectes ont été recensés par l'INPN sur la commune de Molinet.

Tableau 2 : Insectes rencensés sur la commune de Molinet - Données INPN
Nom commun Nom latin Ordre Statut
Paon-du-jour Aglais io Rhopalocère Non menacé
  Macroglossum stellatarum Lepidoptère Non menacé
Myrtil Maniola jurtina Rhopalocère Non menacé
Argus des Bois Pararge aegeria Rhopalocère Non menacé
Robert-le-Diable Polygonia c-album Rhopalocère Non menacé
Vulcain Vanessa Atalanta Rhopalocère Non menacé
Belle-Dame Vanessa Cardui Rhopalocère Non menacé

Aucune espèce citée ci-dessus n'est protégée. Tous les rhopalocères sont évalués sur la liste rouge des rhopalocères de France métropolitaine (2012) comme espèce à "préoccupation mineure".

  • Mollusques

    Le seul mollusque recensé sur la commune de Molinet est la Mulette épaisse (Unio crassus), observé pour la dernière fois par l'INPN en 2011. La Mulette épaisse est classée espèce "en danger" sur la liste rouge mondiale de l'UICN (novembre 2012) et espèce "vulnérable" sur la liste rouge européenne de l'UICN (2012).
     

3. Milieu humain

La commune de Molinet

Le moulin Priaud appartient à la commune de Molinet. Cette dernière s'étend sur une superficie de 26 km2, se compose d'une population de 1 180 et se localise à une cinquantaine de kilomètres à l'est de la commune de Moulins, chef-lieu de l'Allier [12].

Figure 8. Plan cadastral du Moulin Priaud. Source : [13]

Le moulin Priaud est situé à l'extérieur du bourg et s'établit, comme le montre la figure 8, sur une zone à faible densité démographique. En effet, la propriété se compose de six parcelles formant un parcellaire de 13725 m2 et se situe à 80 m du plus proche voisin.
 

Occupation du sol

Figure 9. Cartographie de l'occupation des sols dans la zone d'étude. Source : [14]

Le moulin se trouve sur une surface essentiellement agricole, interrompue par des espaces naturels importants et entourée de prairies (Figure 8).

Paysage et patrimoine

L'unité paysagère dans laquelle s'établit notre zone d'étude correspond à la Sologne bourbonnaise qui s'étend au nord-est de l'Allier. Ce paysage se compose d'un relief peu marqué et d'une alternance de prairies, d'étangs et de boisements de taille relativement importante. Au sein de cette mosaïque se développe de manière éparse des parcelles agricoles de cultures donnant ainsi à cette unité un aspect partagé entre grands espaces naturels et terrains jardinés.

Enfin, le moulin n'est pas classé monument historique ou site protégé et est hors sites inscrits surfaciques ou classés surfaciques pour la préservation du patrimoine culturel de l'Allier.
 

4. Aménagements existants

Les ouvrages ayant permis le fonctionnement du moulin depuis la fin du XIXème siècle sont toujours présents : seuil et vannes, canal d'amenée (ou bief), grille de protection, turbine... Ils  ont fait l'objet d'une analyse lors de la visite de terrain, résumée dans l'état des lieux de l'étude technique : Etat des lieux des aménagements existants.

D'après les observations de terrain, le seuil est probablement infranchissable en période d'étiage. Il a par ailleurs été renforcé avec du béton entre son extrémité et la berge (rive gauche) suite à l'érosion de la berge par l'eau passant au-dessus du seuil. Le bruit provoqué par la chute d'eau est inaudible à plus de 70 m.

4 autres seuils sont présents en amont du Moulin Priaud sur la Vouzance. Un seuil est présent en aval [8].

Ces installations ont un impact certain sur la ressource en eau et le milieu aquatique. Ce point est développé dans la partie suivante "Effets sur l'environnement".

 

 

Effets sur l'environnement

1. Effets sur l'environnement des aménagements pré-existants [15]

Tous les effets présentés dans cette partie sont des effets permanents.

a) Effets sur le milieu physique

  • Effets sur le régime des eaux :
    - le seuil crée un obstacle à l’évacuation des crues en amont de son installation,
    - la retenue favorise le marnage, l'échauffement de l'eau et le risque d'eutrophisation,
    - le seuil provoque une diminution de la lame d'eau et du périmètre mouillé dans le tronçon court-circuité. Cela favorise le gel en hiver et l'échauffement en été.
    - le seuil provoque une diminution du transport solide en aval.
     
  • Effets de l'évolution de la ligne d'eau :
    - potentielle diminution du drainage de la nappe à l'amont et augmentation du drainage dans le tronçon court-circuité
    - diminution de la stabilité des berges par érosion de l'eau au niveau du seuil. Cet effet est cumulé à la faible présence d'arbre le long des berges.

b) Effets sur le milieu naturel

  • Effets d'obstacle/de barrage :
    - montaison impossible et dévalaison limitée à l'étiage : modification de la capacité du milieu à assurer la reproduction et le grossissement des poissons,
    - diminution de la lame d'eau dans le tronçon court-circuité, phénomène accentué à l'étiage :
                  *modification de la flore, du plancton, du benthos et de la faune piscicole.
                  *évolution de la qualité des eaux par diminution du pouvoir auto-épurateur.

c) Effets sur le milieu humain

     - nuisances sonores liées aux déversements du barrage nulles : bruit limité et aucune habitation à proximité,
     - risque d'inondation accru par le seuil,
    - impact paysager nul : les aménagements existants sont présents depuis plus d'un siècle et font maintenant partie du paysage patrimoniale.

La chute après le seuil est de 1,60 m. L'ONEMA considère que le passage par les déversoirs est peu ou pas problématiques jusqu'à environ 15 m de chute si les conditions de réception aval sont bonnes. Ces conditions sont probablement remplies en hiver, leur réalisation est plus incertaine à l'étiage. Néanmoins, compte-tenu du type et du nombre de poissons identifiés dans la rivière, de leur comportement et de cette faible hauteur de chute, on peut considérer que l'impact des aménagements pré-existants sur l'environnement est modéré.
 

2. Effets supplémentaires sur l'environnement liés à la production hydroélectrique

a) Effets sur le milieu physique

- le turbinage implique une lame d'eau maximale de 1,5 cm au-dessus du seuil (calculé en respect du débit réservé), excepté en période de crue. Cela exacerbe le problème de gel en hiver et l'échauffement en été.

b) Effets sur le milieu naturel

- la turbine Francis est l'une des plus mortelle [16]. On estime que le taux de mortalité des poissons au passage de la turbine Francis avoisine les 90% à 100%.
- le turbinage, hors période de crue, implique une lame d'eau maximale de 1,5 cm au-dessus du seuil: cette lame d'eau est inférieure à celle en l'absence de turbinage ce qui exacerbe les problèmes liés à la modification de la flore, de la faune piscicole, du pouvoir auto-épurateur....
 

c) Effets sur le milieu humain

- la ligne électrique de raccordement est souterraine et d'une longueur de 6 m (raccordement au réseau envisagé). Par conséquent son impact sur le paysage est nul et le chantier nécessaire à sa mise en place sera de très courte durée.
- le niveau sonore de la turbine en fonctionnement n'a pas été mesuré. Aucune habitation n'est décelée à moins de 80 m ce qui limite les éventuelles nuisances sonores.
- l'impact paysager est négligeable : si de nouveaux aménagements sont mis en place, ils seront intégrés aux ouvrages actuels.

3. Effets positifs consécutifs à la production hydroélectrique

- la réhabilitation du moulin permet la production d'énergie renouvelable à hauteur de 7 kW. Cela va dans le sens de l'objectif fixé à 23% des énergies renouvelables dans la consommation finale en France en 2020 par le Grenelle de l'Environnement.
- la réhabilitation du moulin est une manière de sauvegarder le patrimoine local.

Les effets négatifs sur l'environnement du projet sont principalement liés à la présence du seuil, obstacle non négligeable sur le cours d'eau, qui évoque l'activité meunière d'antan. La réhabilitation du moulin en hydroélectricité et le turbinage créent de nouveaux impacts ou en accentuent d'autres, mais qui sont actuellement en partie contrôlables par la mise en place de mesures réductrices.
De plus, le projet apporte des effets positifs sur l'environnement non négligeables : développement d'énergie renouvelable et préservation du patrimoine.
Aux vues de ces conclusions, le projet est environnementalement acceptable, sous condition de mise en place de certaines mesures réductrices.

Mesures réductrices et compensatoires

Le développement de tout projet peut induire des effets résiduels sur l'environnement et se doit, conformément au décret 93-742, d'être accompagné par la mise en place d'une démarche progressive d'évaluation environnementale qui à chaque étape des procédures implique un ajustement du projet vers le moindre effet. L'un des enjeux de l'étude d'impact est donc, comme nous l'avons vu précédemment, de proposer des solutions de suppression et/ou de réduction de ces effets. De plus, dès lors qu'un effet identifié comme dommageable ne peut être totalement supprimé, la mise en oeuvre de mesures compensatoires est nécessaire ainsi que d'en budgéter les dépenses afférentes. Ainsi, tout projet portant atteinte aux espèces, aux habitats et à la fonctionnalité des milieux, doit par ordre de priorité:

  1. Éviter les dommages
  2. En réduire l'impact
  3. Compenser le dommage des impacts résiduel identifié

La suppression d'un impact implique le plus souvent une modification du projet initial, c'est à dire en phase de chantier (changement de site d'implantation,...). Le moulin Priaud étant déjà existant, les mesures envisageables dans le cadre du projet sont des mesures de réduction ou de compensation des impacts liés à l'aménagement et à l'exploitation :
Les mesures réductrices sont recherchées dès que la suppression devient impossible que ce soit pour des raisons technique et/ou économique. Ces mesures visent à réduire des effets de coupure de continuité écologique, de pollution ou encore d'emprise. Elles suivent le principe de non-perte globale de diversité biologique par une analyse progressive agissant directement sur le projet à proprement parlé.
A l'inverse, les mesures compensatoires n'interviennent qu'en contre partie d'un dommage inévitable et accepté. L'objectif des mesures compensatoires est d'obtenir un bilan écologiquement neutre voire d'améliorer la valeur écologique globale d'un site et de ces environs afin de garantir une acceptabilité et une sécurité juridique du projet [17].

  1. Mesures réductrices

Les mesures réductrices associées au projet de réhabilitation du moulin Priaud en picocentrale électrique, se divisent en trois catégories :

  • Celles qui sont obligatoires aux yeux de la loi :
    - mise en place d'un débit réservé fixé à 76 L/s (1/10ème du module de la Vouzance)
     
  • Celles qui sont exigées par la DDT de l'Allier :
    - mise en place d'une grille, à l'entrée de la chambre de la turbine, adapté à la population piscicole de la Vouzance.
    - mise en place d'un système de dévalaison pour les poissons : mise en place d'une goulotte de dévalaison OU mise en place d'une vis ichtyo-compatible en remplacement de la turbine Francis.
     
  • Celles qui sont bénéfiques à l'environnement mais ne sont ni obligatoires ni exigées par la DDT :
    - mise en place d'une passe à poissons pour la montaison
    - planning d'ouverture des vannes pour favoriser le transport sédimentaire
    - maintien d'un débit réservé modulé dans le temps pour permettre un pouvoir de dilution suffisant à d'éventuelles pollutions [15].
    - opérations de chasse et de vidange pour limiter l'envasement.
     
  1. Mesures compensatoires

Aucune mesure compensatoire n'est obligatoire ou exigée par la DDT de l'Allier.

Les mesures compensatoires visent à limiter les pertes globales de fonctionnalités et de biodiversité de l'entité géographique par des mesures adaptées à l'échelle de temps et d'espace considérée en privilégiant certain habitats et certaines espèces. La priorité des mesures compensatoire est accordée aux mesures In-situ, c'est à dire à proximité immédiate ou dans la continuité écologique du site impacté par le projet. La priorité sera ainsi donné à des espaces qui aujourd'hui sont identifiés pour leurs intérêt écologique [17]. Le site se trouvant à proximité d'une zone Natura 2000, une redevance piscicole pourra être délivré, en fonction de l'impact résiduel, afin de compenser le linéaire influencé par l'aménagement hydroélectrique. Le montant de cette redevance est prévu par les règlements de l'eau et est versé soit au trésor public, soit au sociétés de pêche gestionnaire. Le produit financier de cette redevance est destiné à des opérations de restauration des milieux aquatiques, à financer des programmes existants sur les cours d'eau et enfin à des opérations d'alevinage [18].
 

Dans le cadre de la réhabilitation du moulin Priaud, seuls seront proposés la mise en oeuvre et le dimensionnement des mesures obligatoires et exigées par la DDT.

 

Dimensionnement des mesures réductrices

1. Débit réservé

Le débit réservé constitue une obligation législative et doit être fixé, dans le cadre du projet, à un dixième du module de la Vouzance, soit 76 L/s. Il sera mis en place, pour contrôler et assurer le débit réservé à n'importe quelle période de l'année et quelle que soit l'activité du moulin, une sonde de pression hydrostatique au niveau du seuil. Ce dernier mesure en permanence la lame d'eau au dessus du seuil et la fixe à un minima de 1,5 cm (lame d'eau correspondant au débit réservé) par rétrocontrôle au niveau de la turbine. 

2. Dévalaison

2.1. Mise en place d'une vis ichtyo-compatible, ou hydrodynamique

La vis hydrodynamique constitue une solution parfaitement adaptée au projet de réhabilitation du moulin. Actuellement, il s'agit de l'installation technique optimale pour faire dévaler les poissons : tous peuvent dévaler quelque soit leur taille et leur vitesse de nage. En plus de l'ichtyocompatibilité, la vis permet de meilleurs rendements sur de basses chutes et sur une plus large plage de débit qu'une turbine Francis. Cependant, son installation, coûteuse, nécessite aussi dans le cas du projet de modifier le bâti du moulin. L'étude de rentabilité de la vis permettra de savoir si l'amélioration du rendement peut justifier de tels travaux.

2.2. Mise en place d'une goulotte de dévalaison et d'une grille adaptée

La goulotte de dévalaison a pour but de permettre la passage des poissons de l'amont vers l'aval de l'ouvrage. Toute goulotte est accompagnée d'une grille qui permettra de guider les poissons en son sein et d'éviter aux poissons une mort certaine au passage de la turbine : le taux de mortalité des poissons est estimé à plus de 90% pour une turbine Francis.
Le débit dans la goulotte est déduit du débit turbinable sauf s'il est reversé dans le tronçon court-circuité et donc comptabilisé dans le débit réservé.

  • Deux scénarii sont envisagés au regard de l'analyse du site et du positionnement possible de l'ensemble goulotte + grille. Ils sont schématisés en figure 1.
    - le scénario 1 la longueur de goulotte est la plus faible possible.
    - le scénario 2le débit de la goulotte est reversé dans le tronçon court-circuité, situé de telle sorte que la goulotte soit la moins longue possible.


Figure 1. Carte d'implantation des scénarii envisageables de goulotte de dévalaison

Dans le scénario 1, la grille est positionnée juste en amont de la chambre d'eau du moulin et la goulotte traverse la chambre. Dans ce cas, la goulotte mesure 11 m.
Dans le scénario 2, la grille est positionnée juste en amont du petit pont du canal d'amenée. La goulotte, d'une longueur de 52 m, restitue l'eau dans le tronçon court-circuité.

Le dimensionnement de la grille et de la goulotte pour chacun de ces scénarios permettra de chiffrer leur coût et de choisir le scénario à mettre en place.

  • Dimensionnement de l'ensemble goulotte/grille du scénario 1

- dimensionnement de la grille :

Entrefer de la grille

L'espacement des barreaux de la grille permet de constituer une barrière physique aux poissons. L'entrefer le plus petit possible en deça duquel un phénomène d'aspiration, néfaste au fonctionnement de la turbine, se crée est de 20 mm. L'entrefer choisi est donc 2 cm avec une épaisseur de barreau de 1 cm [19].
Les poissons en présence, à l'exception du chevaine qui mesure environ 35 cm, ont en moyenne une taille comprise entre 5 et 10 cm [10]. Les juvéniles mesurant souvent moins de 5 cm, l'entrefer mis en place ne constituera pas une barrière physique pour les plus petits poissons

Orientation du plan de grille

Le guidage des poissons dans la goulotte dépend de l'orientation du plan de grille. Celui-ci doit être disposé de biais par rapport à la direction de l'écoulement.
Deux configurations sont possibles :
- un plan de grille quasi-vertical et orienté en plan d’un angle α par rapport à la direction
de l’écoulement, souvent considérée parallèle à la berge,
- un plan de grille très incliné en coupe d’un angle β par rapport à l’horizontale et disposé
perpendiculairement à l’écoulement.

L’orientation ou l'inclinaison du plan de grille crée un écoulement tangentiel au plan de grille permettant le guidage des poissons vers l'aval [19]. La vitesse d’approche $V_{A}$ peut se décomposer en une composante normale $V_{N}$ perpendiculaire au plan de grille et en une composante tangentielle $V_{T}$ parallèle au plan de grille : 


Figure 2: Décomposition vectorielle de la vitesse d'approche au plan de grille [1]

On a alors : $V_{N} =V_{A}\, \text{sin} α$ et $V_{T} =V_{A}\, \text{cos} α$ (de même avec $\beta$).
Le poisson suivra la trajectoire de l'écoulement tangentiel uniquement si $V_{T}>V_{N}$ donc $\alpha\le45^\circ$.
En considérant que les vitesses au niveau de la grille sont homogènes, que le débit au niveau du canal d'amené est de 0,68 m3/s et que l'écoulement au niveau de la grille s'effectue entre une section d'entrée de $2,67m\times1,5m$ et une vanne de $1,6m\times1,3m$, la vitesse moyenne d'approche au plan de grille $V_{A}$ est égale à 0,25 m/s. Cette vitesse correspond à la vitesse de l'écoulement en présence lorsque le bief est rempli hors période de crue. Compte-tenu des faibles vitesses d'écoulement, la première configuration en plan quasi-vertical est privilégiée. En effet, pour un plan incliné par rapport à l'horizontal, l'effort de nage fourni par les poissons serait trop important.

A l’approche de la grille, la vitesse normale au plan de grille doit être la plus faible possible. En effet, la vitesse normale doit être telle qu'elle permette aux poissons de nager le temps nécessaire à la découverte de l'exutoire d'entrée de la goulotte sans induire de mortalité par plaquage contre la grille, si elle constitue une barrière physique, ou provoquer le passage prématuré des poissons au travers la grille si elle constitue une barrière comportementale. En outre, le poisson se fatigue d'autant plus vite, risquant ainsi d'être happé par la grille, que la vitesse normale excède sa vitesse de croisière. De sorte que le dispositif ne soit pas sélectif vis à vis de leurs différentes performances de nage, la vitesse normale doit ainsi être inférieure ou égale à la vitesse de croisière des poissons [19].

La relation suivante établie par Viedeler : $U_{CR}=0,15+2,4L$ estime la limite supérieure de la vitesse de croisière d'un poisson $U_{CR}$ en fonction de sa longueur $L$. Cette relation est basée sur la compilation de résultats expérimentaux obtenus sur des salmonidés, cyprinidés et clupéidés de taille variant entre 5 cm et 55 cm [20]. Il s'agirait de la vitesse soutenable par le poisson durant 200 min. Les poissons en présence mesurent en moyenne entre 5 et 10 cm à l'exception du chevaine qui mesure environ 35 cm. Les juvéniles mesurent souvent moins de 5 cm [6]. En prenant la longueur minimale adaptée à la formule de 5 cm, on a $U_{CR}=0,018m/s$. D'où la contrainte : $V_{N}\le0,018m/s$. De plus, $V_{A}=0,248m/s$ et $V_{N}=V_{A}\,\text{sin}\alpha$ soit $\alpha=\text{arcsin}(V_{N}/V_{A})$. Avec les valeurs numériques $V_{N}=0,018m/s$ et $V_{A}=0,248m/s$, il vient $\alpha=4,16^\circ$. Ainsi, pour guider des poissons de 5 cm de longueur, la grille doit au plus être orientée d'un angle de 4,2°. Pour des poissons de 10 cm, l'angle ne doit cette fois-ci pas excéder 8,3°. La grille devant recouvrir la vanne d'une largeur 1,60 m, de tels angles impliquent des longueur de grille réciproquement de 22 m et 11 m. Cette réalisation est techniquement impossible sur le terrain.

De plus, la vitesse soutenable par le Chevaine est d'environ 0,50 m/s, la vitesse normale $V_{N}$ au plan de grille doit donc être inférieur à 0,5 m/s. Par ailleurs, pour avoir $\alpha\le45^\circ$ , il faut $V_{N}\le0,248m/s$. L'angle optimal choisi est donc de 45°, car il permet de minimiser la longueur de la grille tout en respectant la contrainte $V_{N}\le0,5m/s$. Cela implique une longueur de grille $L_{PG}$ de 2,8m. Ceci correspond à la solution technique retenue (voir figure 3 ci-dessous).

Figure 3: Vue plan de la grille dans le cas du scénario 1

  • Dimensionnement de la goulotte :

L'écoulement à l'entrée de la goulotte de dévalaison ne doit pas être turbulent et l'accélération doit être modérée. De plus, pour guider les poissons dans la goulotte, la vitesse d'entrée doit être supérieure ou égale à la vitesse tangentielle longeant la grille [19]. Pour cela nous avons fixé la vitesse d'entrée à 1,2 fois la vitesse tangentielle, soit : $V_{e}=1,2\,V_{a}\,\text{cos}(45)=0,21m/s$.

Par ailleurs, la section de la goulotte doit répondre à deux exigences. Elle doit d'une part être adaptée à la population piscicole de la Vouzance et d'autre part minimiser les pertes en débit turbinable. De plus, sachant que le débit maximum turbinable est de 0,68 m3/s, la section mouillée de la goulotte pour une perte de 5% du débit est : $S_{m,E}=0,05\,Q_{max}/V_{e}=0,16m^{2}$.

Pour maintenir un écoulement à surface libre dans la goulotte et respecter les paramétres précédemment développés, les dimensions en entrée de la goulotte pour une section rectangulaire sont:

  • Largeur = 0,4 m
  • Hauteur d'eau = 0,4 m
  • Hauteur = 0,5 m

Le dernier point de dimensionnement à prendre en compte est le maintien dans la goulotte d'une hauteur de d'eau suffisante pour la dévalaison des poissons les plus gros. Dans la Vouzance, la taille maximale des poissons correspond à celle du Chevaine, soit en moyenne une longueur de 35 cm, une hauteur de 7 cm et une épaisseur de 5 cm [10]. En prenant en compte la pente et le coefficient de rugosité, l'équation de Manning-Strickler : $Q=K_SR_h^{2/3}S_{m,S}I^{1/2}$, permet en régime permanent de déterminer les dimensions de la section en sortie. En effet, on a:

  • Débit constant : $Q_{E}=Q_{S}$
  • Pente :  $I=6,4\%$
  • Coefficient de Manning-Strickler (Béton) : $K_{S}=80m^{1/3}.s^{-1}$
  • Rayon hydraulique : $R_h=\tfrac{B\,h}{B+2h}$
  • Section mouillé : $S_{m,S}=B\,h$

En optimisant les paramétres $B$ et $h$ aux conditions physiques et physiologiques les dimensions de la goulotte en sortie sont:

  • Largeur (Sortie) : $B$ = 0,15 m
  • Hauteur d'eau : $h$ = 0,094 m
  • Hauteur (Sortie) : 0,2 m

Les dimension retenues pour la goulotte de dévalaison sont représentées dans le plan ci-dessous:

Figure 4: Vue longitudinale de la goulotte de dévalaison dans le cas du scénario 1

  • Dimensionnement de l'ensemble goulotte/grille du scénario 2

- dimensionnement de la grille :

L'entrefer choisi est également de 2 cm avec une épaisseur de barreau de 1 cm. .
La vitesse de l'écoulement ($V_{A}$) présent au niveau de la grille du scénario 2, lorsque le bief est rempli hors période de crue, est d'environ 0,096 m/s. La configuration en plan quasi-verticale est de nouveau privilégiée.
L'angle est calculé de la même manière qu'au scénario 1. Pour des poissons de 5 ou 10 cm, l'angle maximum nécessaire à leur guidage vers la goulotte est respectivement de 10,8° et de 22°. Cela est techniquement impossible en raison de la configuration du terrain. On opte de nouveau pour un angle de 45°, adéquat au chevaine, qui implique une longueur de grille de 11m.

Figure 5 : Vue plan de la grille dans le cas du scénario 2

- Dimensionnement de la goulotte :

En respectant la méthode et le raisonnement du scénario 1, les dimensions de la goulotte de dévalaison du second scénario sont:

  • Tronçon 1:
    • Largeur = 0,8 m
    • Hauteur = 0,6 m (hauteur d'eau = 0,5 m)
    • Longueur = 2,8 m
  • Coude à 100 ° faisant la jonction entre les tronçons 1 et 2
  • Tronçon 2:
    • Largeur (Entrée) = 0,8 m et Largeur (Sortie) = 0,2 m
    • Hauteur = 0,6 m (hauteur d'eau = 0,13 m)
    • Longueur = 49,2 m
  • Pente = 1,35 %

Figure 6: Vue longitudinale de la goulotte de dévalaison dans le cas du scénario 2

  • Analyse économique des deux scénarios

Les investissements nécessaires sont évalués ci-dessous pour chaque scénario. Il s'agit évidemment uniquement d'estimations basées sur le chiffrage d'installations faites sur mesure de quelques autres projets plus ou moins similaires.

Tableau 1 : Comparaison du coût des scénarii 1 et 2

Le prix de la goulotte du scénario 2 est nécessairement plus élevé en raison de la quantité de béton relative à une goulotte de 52 m de long et des travaux d'ouvrage (tranchée).  Il en est de même pour la grille, d'une surface de 11m2 dans le scénario 2 et uniquement 4,2 m2 dans le scénario 1. La drome flottante de protection a été choisie pour remplacer la fonction d'un dégrilleur, son coût étant moins important.

Le scénario 1 implique une perte de recettes liée à la production électrique calculée à 100€/an.  Il faudrait 102 ans pour que le scénario 2 soit plus rentable que le scénario 1... Le scénario 1 est la solution retenue.

 

Limites de l'étude

L'étude d'impact réalisée présente un certain nombre de limites :

L'étude de terrain est obligatoire à toute étude d'impact. Celle-ci permet de réaliser des mesures in situ, un inventaire de la faune et de la flore précis, une analyse de la qualité physico-chimique du cours d'eau, la reconnaissance de zones de frayère. Une étude hydrobiologique réalisée sur 2 à 4 campagnes (1 par saison) permettant d'établir l'Indice Biologique Normal Globalisé (IBGN) est requise.
La DDT de l'Allier nous a informé du nombre croissant de dossiers d'autorisation refusés en raison d'études d'impact jugées insuffisantes. Son conseil a été suivi : extrapoler les données lorsque celles-ci manquent. Une étude de terrain poussée et réaliste ne pouvait être rendue possible dans le cadre de ce projet.

Les impacts actuels des aménagements présents ont été qualifiés mais ils n'ont pû être quantifiés. Plusieurs raisons l'expliquent :
- temps d'observation sur le terrain restreint, absence de moyens techniques pour réaliser des mesures.
- présence ancienne des aménagements (130 ans) : la difficulté de récolter des données antérieures à la création du Moulin a rendu impossible toute comparaison de l'état du milieu.

Le dimensionnement de la goulotte s'est construit, en raison des contraintes temporelles du projet, autour de calculs simplifiés et non d'une modélisation de l'écoulement au plan de grille et dans la goulotte.

Le chiffrage de la goulotte dépend de tarifs très variables en raison de son caractère sur mesure (maître d'ouvrage, matériaux, technique utilisée,...).

La bibliographie est difficilement transposable du fait des caractéristiques singulières du projet :
- le débit de la Vouzance est très faible, la capacité de production hydroélectrique du moulin est très faible et donc peu comparable aux projets de réhabilitation généralement réalisés. 
- la population piscicole ne concerne aucune espèce migratrice alors que la Recherche et le Développement se consacre uniquement à ces dernières (truite, saumon, anguille).
- la population piscicole se constitue de poissons de faible taille. Les besoins R&D sont importants dans ce domaine quelque soit l'espèce : il n'y a actuellement aucune solution technique optimale qui permette leur dévalaison.

La formulation d'hypothèses simplificatrices et d'ajustements ont donc été nécessaires.