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