Influence d\`une réduction de débit sur un torrent de montagne : l

Annls Limnol.
19 (1) 1983 : 45-49.
Influence d'une réduction de débit sur un torrent
montagne : PAston (Ariège)
E. C h a u v e t
de
1
La diminution et le désiquilibre de la population piscicole (Salmo trutta fario) sont les conséquences les plus évidentes
de l'implantation d'un barrage sur un torrent pyrénéen (débit réservé de 1 0 0 1/s avec des lâchers d'eau imprévisibles).
Influence of a reduction in flow on a mountain river : The Aston (Ariège).
The reduction and disequilibriation of the fish population {Salmo trutta fario) are the most obvious consequences of
the construction of a dam on a Pyrenean river (stored flow of 1 0 0 1/s coupled with unexpected discharges of water).
Introduction
2
de Riète (cote 1 085 m ) , d'une superficie d e 75 000 m
et d'une capacité d e 800 000 m ; le m a r n a g e y est
de 15 à 18 m. L e débit réservé est de 100 1/s à l'aval
du b a r r a g e . L e s lâchers d'eau peuvent se p r o d u i r e
de m a n i è r e i m p r é v i s i b l e à tout m o m e n t d e l'année
(fonctionnement d e la c h e m i n é e d'équilibre). Pendant les crues, l'eau peut aussi être d é v e r s é e pardessus la c r ê t e du b a r r a g e lorsque celui-ci est déjà
rempli.
3
A l o r s qu'il e x i s t e déjà dans les Pyrénées d e n o m breux b a r r a g e s (E.D.F. et p r o d u c t e u r s autonomes),
peu de travaux c o n c e r n a n t les conséquences écologiques de leur i m p l a n t a t i o n sur les ruisseaux d e
m o n t a g n e ont é t é publiés.
L ' i n é v i t a b l e r é d u c t i o n de débit à l'aval de ces
ouvrages intervient nécessairement sur la d i v e r s i t é
b i o l o g i q u e (faune et f l o r e ) et sur la p r o d u c t i v i t é des
milieux aquatiques c o m m e le montrent les travaux
de L o w e (1979), H o l d e n (1979), H e n r i c s o n e t M ü l l e r
(1979), L i l l e h a m m e r et Saltveit (1979), Décamps et
al. (1979), W i l l i a m s et W i n g e t (1979), et G r é g o i r e
(1981).
2
L e b a r r a g e draine un bassin versant d e 104 k m ,
entièrement situé sur une zone m é t a m o r p h i q u e au
c œ u r de la zone axiale des Pyrénées, c o n s t i t u é e de
gneiss, m i g m a t i t e s et schistes. L e s débits ( a r r i v a n t
au b a r r a g e ) , notés pendant 18 ans, sont caractéristiques d'un r é g i m e pluvio-nival : débits m i n i m a u x
enregistrés 0,574 m /s (septembre 1966) et 0,434 m /s
(janvier 1973), débits m a x i m a u x 19,20 m / s ( j
1972) et 19 mVs (mai 1958) ; le débit annuel m o y e n
est de 4 m /s. L e turbinage s'effectue en p e r m a n e n c e
(2 m / s ) .
3
L e but d e c e t t e étude est de faire un constat des
conséquences de l'implantation d'un barrage sur un
torrent d e m o n t a g n e et de poser le p r o b l è m e des
débits r é s e r v é s et d e leur régularité.
1 . — Situation et caractéristiques du
milieu étudié
Sur un affluent d e la r i v e gauche de l ' A r i è g e ,
l'Aston (fig. 1), E.D.F. a construit en 1956 le b a r r a g e
1. Centre d'Ecologie des Ressources Renouvelables (C.N.R.S.),
29, rue J. Marvig, 31055 Toulouse Cedex.
3
3
u i n
3
3
La végétation est caractéristique d ' u n e r é g i o n
m o n t a g n a r d e de tendance m é d i t e r r a n é e n n e ; tous
les étages de végétation y sont représentés (de l'étage
alpin aux sources, à l'étage m é d i t e r r a n é e n au
confluent a v e c l'Ariège).
L e bilan physico-chimique a é t é effectué pendant
une année (un p r é l è v e m e n t par saison) le l o n g de
l'Aston et sur le Quioules. En fonction d e la saison,
la t e m p é r a t u r e dans l'ensemble d u torrent v a r i e d e
0 à 9 ° C. L e p H est en moyenne neutre ou légèrement
Article available at http://www.limnology-journal.org
or http://dx.doi.org/10.1051/limn/1983005
46
E. C H A U V E T
a c i d e (peu i n f é r i e u r à 7 ) . L'eau est c o n s t a m m e n t
s a t u r é e en o x y g è n e dissous. La m i n é r a l i s a t i o n est
t r è s f a i b l e ( c o n d u c t i v i t é de 25 ^ m h o s / c m , en
m o y e n n e ) et d i m i n u e d'amont en a v a l . L ' a l c a l i n i t é
( m o i n s d e 10 mg/1 C a C O ^ ) et la d u r e t é c a l c i q u e (de
l ' o r d r e de 10 mg/1 CaCO^) sont très faibles, ainsi que
les t e n e u r s e n m a g n é s i u m (0,4 mg/1), en s o d i u m
(1,3 mg/1) et p o t a s s i u m (0,5 mg/1). L e s eaux sont peu
c h a r g é e s en sulfates (2 mg/1) et c h l o r u r e s (1 mg/1 en
m o y e n n e ) . Les teneurs en nutrients azotés (moins de
200 ^ g / l N-NO3) et p h o s p h o r e s ( m o i n s de 10 ^g/1 PPO4) sont é g a l e m e n t p e u élevées et c a r a c t é r i s e n t
des e a u x e x e m p t e s de p o l l u t i o n .
D ' u n e m a n i è r e g é n é r a l e , il n'apparaît pas d e diff é r e n c e e n t r e les stations de l'amont et les stations
d e l ' a v a l du b a r r a g e . L e u r s eaux, très f a i b l e m e n t
m i n é r a l i s é e s , o l i g o t r o p h e s sont caractéristiques des
ruisseaux supérieurs des régions granitiques ; elles
sont l ' i n d i c e d ' u n e p r o d u c t i v i t é b i o l o g i q u e f a i b l e .
(2)
2. — Stations et méthodes
Cinq stations ont é t é choisies sur l'Aston, deux en
a m o n t du barrage et trois en aval :
-
Station
Station
Station
Station
1
2
3
4
(Jasse de Laparan) à l'altitude 1 460 m.
(Jasse des Galis) à l'altitude 1 220 m.
(aval b a r r a g e ) à l'altitude 1 050 m.
(Coudènes) à l'altitude 1 040 m.
- Station 5 (Sigueilles) à l'altitude 730 m.
Les deux p r e m i è r e s stations sont les stations
amont, d e référence ; les stations 3 et 4, à l'aval
i m m é d i a t du barrage, sont f o r t e m e n t influencées
par la réduction du débit ; la station 5, située beauc o u p plus bas, après le confluent du Sirbal, a un
débit partiellement restauré p a r l ' a r r i v é e de plusieurs affluents.
Les invertébrés aquatiques ont été récoltés au filet
Surber en n o v e m b r e 1978 et f é v r i e r 1979. L e calcul
d'indices a permis d ' a p p r é h e n d e r sous f o r m e chiffrée la qualité et la d i v e r s i t é de cette faune
benthique.
Des inventaires p i s c i c o l e s o n t été effectués par
pêche électrique à l'amont ( T r é b e g a d e ou Jasse des
Galis) et à l'aval du b a r r a g e (Coudènes), en novemb r e 1978 et o c t o b r e 1979 . N o u s avons utilisé la
m é t h o d e des efforts successifs de pêche d e De L u r y
(Seber & L e Cren, 1967).
2
3. — Résultats - Discussion
3.1. — Les invertébrés aquatiques
Les N é m a t o d e s et les G a s t é r o p o d e s sont présents
essentiellement à l'aval i m m é d i a t du b a r r a g e . L e s
Oligochètes sont représentés globalement, en amont
par les Enchytraeidés, et en aval par les N a i d i d é s .
Chez les E p h é m é r o p t è r e s , Epeorus et
Rhithrogena
qui dominent en amont sont r e m p l a c é s en aval par
Ecdyonurus, moins exigeant en oxygène. En ce qui
concerne les Plécoptères, la diminution d'effectif de
Proîonemura
en aval est à m e t t r e en p a r a l l è l e avec
l'augmentation d'effectif d'Amphinemura,
moins
exigeant. Les C o l é o p t è r e s , quasiment absents des
2. Les pêches électriques ont été réalisées avec le Laboratoire
d'Ichthyologie Appliquée de l'Ecole Nationale Supérieure d'Agronomie de Toulouse.
Fig. 1. Localisation des stations sur l'Aston.
(3)
U N TORRENT
47
DE M O N T A G N E : L ' A S T O N
stations 3-4, r e p r é s e n t e n t e n m o y e n n e 10% de la
faune totale des a u t r e s stations. D e la m ê m e façon,
les T r i c h o p t è r e s sont en g é n é r a l nettement m o i n s
abondants aux stations 3-4 q u ' a u x stations 2 ou 5
(densité a b s o l u e 6 à 7 fois plus f a i b l e ) ; cette diminution est p a r t i c u l i è r e m e n t sensible p o u r le g e n r e
Micrasema. E n f i n et surtout, on o b s e r v e une p r é d o m i n a n c e des O r t h o c l a d i i n é s et D i a m e s i n é s (Chiron o m i d é s ) aux stations aval ( 6 0 % de l'effectif total
d'invertébrés).
L ' I n d i c e B i o t i q u e d e T u f f e r y e t V e r n e a u x (1967)
est m a x i m a l à t o u t e s les stations. D'après l'indice
de d i v e r s i t é d e S h a n n o n ( W i l h m , 1972) o ù les limites c o r r e s p o n d e n t ici aux unités systématiques de
l'Indice B i o t i q u e , la q u a l i t é b i o l o g i q u e du cours
d'eau apparaît b o n n e ; o n constate cependant une
d i m i n u t i o n assez nette d e cet i n d i c e au niveau des
stations 3 et 4, i n d i q u a n t qu'à ces stations le peuplement est m o i n s riche, m o i n s d i v e r s i f i é : les Chir o n o m i d é s , a v e c plus de la m o i t i é des effectifs sont
nettement dominants à ces stations. L a remontée de
cet indice à la s t a t i o n 5 p r o u v e que, plus bas, les
c o n d i t i o n s du m i l i e u r e d e v i e n n e n t f a v o r a b l e s . L e s
v a r i a t i o n s d e l ' é q u i t a b i l i t é ( E g l o f f et Brakel, 1973)
montrent la m ê m e d é g r a d a t i o n à l'aval i m m é d i a t du
b a r r a g e et une a m é l i o r a t i o n à la d e r n i è r e station.
L ' é v o l u t i o n de la c o t e m o y e n n e d'abondance et du
m o m e n t c e n t r e d ' o r d r e 3 ( B o u r n a u d et Keck, 1980)
présente deux pics, l'un à l'aval i m m é d i a t du barr a g e (station 3), l'autre à la d e r n i è r e station (station
5) : ces deux stations sont plus r i c h e s en Chironomidés (groupe dominant). L ' I n d i c e de Jaccard (1902),
indiquant de m a n i è r e r e l a t i v e la liaison, la similitude entre d e u x stations, et classé par v a l e u r s
décroissantes ( t a b l e a u I I ) m e t en é v i d e n c e q u e les
stations a m o n t (1 et 2) sont plus liées à la station 5
qu'aux stations plus p r o c h e s 3 et 4 ; la restauration
p a r t i e l l e du d é b i t à la station 5 rend les c o n d i t i o n s
du m i l i e u plus f a v o r a b l e s et c o m p a r a b l e s à celles
des stations de r é f é r e n c e .
Tableau II. Nombre de taxons communs entre stations
(en haut) et indice de Jaccard (en bas), classés selon
l'ordre décroissant des valeurs
1'
V
r
5'
3'
4'
1
21
,
0.49 1
0.27
0.24
0.21
2'
5'
3'
4'
18
34
0.36
0.23
0.25
17
25
60
0.43
0.36
11
13
29
9
13
24
22
31
1
36
0.49
,
1
3.2. — Les poissons
L ' A s t o n est une r i v i è r e d e l
e r e
c a t é g o r i e halieuti-
q u e ( S a l m o n i d é s dominants) ; les espèces r e c e n s é e s
sont la truite c o m m u n e Salmo trutta fario, la truite
arc-en-ciel Salmo gairdneri
(quelques individus issus
d ' a l e v i n a g e ) et le v a i r o n Phoxinus
phoxinus
Les calculs d'estimation de la densité du p e u p l e m e n t
de truites conduisent aux résultats suivants :
Amont barrage (Trébegade) :
N o v . 1978 : 2 500 truites/ha ( ±
Oct. 1979 :
75),
soit une biomasse d e 125 kg/ha
1 390 truites/ha ( ± 130),
soit une biomasse d e
in : e n v i r o n
2 000 truites/ha
I Biotique
I Shannon
Equitabilité
Cote m. abondance
Mom. o. 3.
1
10
3.46
0.81
3.43
1.05
2
10
3.44
0.71
3.66
3.80
3
10
3.19
0.66
4.08
8.66
4
10
2.91
0.62
3.77
2.32
5
10
3.80
0.73
4.48
7.63
55 kg/ha
90 kg/ha
50 à 7 5 % d e la b i o m a s s e est « pêchable »
de taille supérieure à 18 c m ) . Les valeurs de
e t d e b i o m a s s e peuvent ê t r e c o n s i d é r é e s
m o y e n n e s à assez f o r t e s ( V i b e r t et Cuinat
(truites
densité
comme
1963).
A v a l b a r r a g e (Coudènes) :
N o v . 1978 : 300 truites/ha ( ± 25),
soit une biomasse d e 37 kg/ha
Oct. 1979 :
130 truites/ha ( ± 50),
soit une biomasse d e 18 kg/ha
m : environ
220 truites/ha
22 kg/ha
90 à 9 5 % d e la b i o m a s s e est « pêchable » , c e q u i
est l'indice d'un p e u p l e m e n t déséquilibré. L a densité et la b i o m a s s e sont très faibles,
Tableau I . Valeurs d'indices faunistiques aux 5 stations
(Indice biotique, Indice de Shannon, Equitabilité, Cote
moyenne d'abondance. Moment centré d'ordre 3).
(plu-
sieurs i n d i v i d u s provenant sans doute du b a r r a g e ) .
surtout
c o m p t e - t e n u des valeurs t r o u v é e s en a m o n t .
L ' h i s t o g r a m m e de fréquence d e s classes d e t a i l l e
(fig. 2) p a r a î t n o r m a l en amont, a l o r s qu'en a v a l d u
b a r r a g e l ' h i s t o g r a m m e m o n t r e un d é s é q u i l i b r e t r è s
accusé du p e u p l e m e n t : il n'y a pas de classe d e tailles f a i b l e s o u m o y e n n e s .
La détermination par scalimétrie de l'âge des truites à l ' a m o n t du b a r r a g e , en n o v e m b r e 1978 d o n n e .
48
(4)
E. C H A U V E T
V a l l é e d ' A u r e (Gayou & Simonet, 1978) : longueurs
c o m p r i s e s entre 15,3 et 18,7 c m à 3 ans. L e recrutem e n t semble rare (pas de truitelle 0 + capturée),
m a i s c'est un p h é n o m è n e général dû à l'efficacité
d e pêche qui chute sérieusement dans ces premières classes de taille (individus t r o p petits non repér é s , se plaquant au fond, ou passant à travers les
mailles de l'épuisette).
810
12 14 16 18 20 22 24 26 26 30 32
-r~r—i
Cm.
r—i
Fig. 2. Histogramme de fréquence des longueurs de truites, en amont et en aval du barrage.
Chez les espèces à g r a n d e ou m o y e n n e longévité
(cas de la truite), les c o u r b e s de croissance pondér a l e sont presque toujours s i g m o ï d e s (Lamotte &
B o u r l i è r e , 1975). La croissance p o n d é r a l e pendant
les premières années de développement, c'est-à-dire
dans la partie de la c o u r b e s i g m o ï d e située audessous du point d'inflexion peut, dans certains cas,
ê t r e décrite p a r un m o d è l e exponentiel du type :
P = a x ekt {fig. 3).
En se limitant aux premières valeurs (1 + à 4 + ) on
obtient :
P = 4,34 x 0.667 t
e
a
v
e
c
r
= n,991
(P en g, t en années)
C o r r é l a t i v e m e n t à la croissance linéaire, la croissance p o n d é r a l e est faible (32 g à 3 ans), m a i s comparable à celles des truites de la Haute-Vallée d'Aure
(31 à 6 0 g à 3 ans).
4. — Conclusions
La réduction de débit à l'aval du b a r r a g e (100 1/s
m i n i m u m au lieu de 2 m /s en m o y e n n e à l'amont)
n'entraîne pas de modification notable de la physicoc h i m i e des eaux.
3
V
Fig. 3. Courbes de croissances linéaire et pondérale des
truites, en amont du barrage.
a v e c les l o n g u e u r s c o r r e s p o n d a n t e s , la r é g r e s s i o n
l i n é a i r e s u i v a n t e {fig. 3) :
L = 67,2 + 32,8 t a v e c r = 0,999
(L en m m , t en années).
Cette c r o i s s a n c e est très lente (Cuinat, 1960) :
16,5 c m à 3 ans, mais e l l e est tout à fait c o m p a r a b l e
à c e l l e s e n r e g i s t r é e s dans les rivières d e la H a u t e
En c e qui c o n c e r n e la faune benthique, certains
indices mettent en é v i d e n c e une sensible dégradation de la qualité et d e la d i v e r s i t é b i o l o g i q u e s à
l'aval i m m é d i a t du b a r r a g e ( p r é d o m i n a n c e des
Chironomides).
La population de truites voit son effectif diminuer
à 10% et sa b i o m a s s e à 25% de ce qu'ils étaient à
l'amont du b a r r a g e . L a réduction d e la vitesse du
courant et surtout de la « surface m o u i l l é e » du torrent sont p r o b a b l e m e n t les é l é m e n t s responsables
d e cette diminution. P a r ailleurs, le peuplement
devient déséquilibré, a v e c une grande p r o p o r t i o n
d'individus âgés. L a z o n e à l'aval i m m é d i a t du barrage, soumise aux brusques variations du r é g i m e et
d e la turbidité des eaux au m o m e n t des lâchers, est
peu p r o p i c e à la r e p r o d u c t i o n e t à la v i e des jeunes
sujets.
(5)
UN
TORRENT
D E M O N T A G N E : L'ASTON
Travaux cités
B o u m a u d (M.) et Keck (G.). 1981. — Diversité spécifique et structure des peuplements de macroinvertébrés benthiques au long
des cours d'eau ; le Furans (Ain). Acta Oecologia, Oecol. Gêner.,
1 (2) : 131-50.
Cuinat (R.). 1963. — Techniques d'étude en biologie des pêches,
I.N.R.A.. 51 p.
Decamps (H.), Capblancq (J.), Casanova (H.) et Tourenq (J.N.). 1979.
— Hydrobiology of some regulated rivers in the south-west of
France, pp. 273-288, In James V. W a r d and Jack A. Stanford
(Ed.), The ecology of regulated streams. New-York.
Egloff (DA.) et Brakel (WM.). 1973. — Stream pollution and a
simplified diversity index. /. Water. Poll. Cenlr. Fed. 45 (11) :
2269-2275.
Gayou (F.) et Simonet (F.). 1978. — Dynamique des populations de
truites (Salmo trutta fario L.). Aménagements piscicoles en
Haute-Vallée d'Aure. Thèse 3* cycle, Univ. Toulouse, 245 p.
Grégoire (A.). 1981. — Contribution à l'étude hydrobiologique d'une
rivière aménagée, le Verdon (Alpes de Haute-Provence). Les
lacs de barrage et les tronçons de cours d'eau à débit régulé.
Thèse de Doctorat ès Sciences Naturelles, Univ. Aix-Marseille
1: 213 p.
Henricson (J.) et Müller (K.). 1979. — Stream regulation in Sweden with some examples from Central Europe, pp. 183-200, In
James V. W a r d a n d Jack A. Stanford (Ed.), The ecology of
regulated streams, New-York.
49
Holden (P.B.). 1979. — Ecology of riverine fishes in regulated
stream systems with emphases on the Colorado River, pp. 5774, In James V . W a r d and Jack A. Stanford (Ed.), The ecology
of regulated streams. New-York.
Jaccard (P.). 1902, — Lois de distribution florale dans la zone
alpine. Bull. Soc. Vaud. Sc. Nat. 38 : 69-130.
Lamotte (M.) et Bourlïère (F.). 1975. — Problèmes d'écologie : ta
démographie des populations de vertébrés. Mas son éd., 443 p.
Lillehammer (A.) et Saltveit (S.J.). 1979. — Stream regulation in
Norway, pp. 201-214, In James V. W a r d and Jack A. Standorf
(Ed.), The ecology of regulated streams, New-York.
L o w e ( R . L . ) . 1979. —Phytobenthic ecology and regulated streams,
pp. 25-34, In James V. Ward and Jack A. Stanford (Ed.), The
ecology of regulated streams. New-York.
Seber (G.A.F.) et L e Cren ( E D . ) . 1967. — Estimating population
parameters from catches large relative to the population. J.
Anim. Ecot, 36 (3) : 631-643.
Tuffery (G.) et V e m e a u x (J.). 1967. — Méthode de détermination
de la qualité biologique des eaux courantes. Trav. Div. Quai.
Eaux P. Pis., C.T.G.R.E.F., 23 p.
Vibert (R.) et Cuinat (R.). 1963. — Diagnoses démographiques sur
les populations de poissons dans les cours d'eau à truites. Stud.
Rev. Gen. Fish. Coun. Medit., 26 p.
Wilhm (J.). 1972. — Graphic and mathematical analys of biotic
communities in polluted stream. Annu. Rev. Eni., 17 : 223-252.
Williams (R.O.) et Winget (R.N.). 1979. — Macroinvertebrate response to flow manipulation in the Strawberry River, Utah
(U.S.A.). pp. 365-376, In James V . W a r d and Jack A. Stanford
(Ed.), The ecology of regulated streams, New-York.