Les lâchers morphogènes : définition, expérimentations et protocole opérationnel de mise en oeuvre

From flushing flows to (eco)morphogenic flow releases : evolving terminology, practice, and integration into regulated river management

• Auteur / Autrice : Rémi Loire
• Direction : Hervé Piégay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géographie
• Date : Soutenance le 06/09/2019
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences sociales (Lyon ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure de Lyon (Lyon ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnement, ville, société (Lyon ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Emmanuèle Gautier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hervé Piégay, Emmanuèle Gautier, Stéphane Rodrigues, Askoa Ibisate, Jean-René Malavoi, Gabriel Melun
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuèle Gautier, Stéphane Rodrigues
• DOI : 10.70675/2752fbd0ze26az4f31zac1dzd44b2969e5cf

Mots clés

Mots clés contrôlés

Barrages

Cours d'eau -- Débit

Durance (France ; cours d'eau)

Isère (France ; cours d'eau)

Mots clés libres

Barrage

Débit environnemental

Lâcher d’eau

Lâcher morphogène

Lâcher écomorphogène

Transport solide

Restauration morpho-écologique

Gestion adaptative

Dam

Environmental flow

Water release

Flushing flow

Channel maintenance flow

Morphogenic flow releases

Ecomorphogenic flow releases

Adaptive management

River restoration

Sediment transport

Résumé

Au fil des siècles, de nombreux cours d’eau ont été régulés par des barrages pour assurer différents besoins tels que la gestion des inondations, la production d’énergie hydro-électrique, l’irrigation, l’approvisionnement en eau potable, etc. Aujourd’hui, dans le tiers nord de la planète, 77% des cours d’eau sont concernés par la présence de ces ouvrages et de très nombreux ouvrages sont en cours de construction ou prévus dans les prochaines décennies. Les impacts des barrages, notamment ceux dont les réservoirs sont les plus volumineux, sont aujourd’hui bien connus. Leur influence, plus ou moins prononcée, peut notamment affecter les crues (débits, fréquence, pointe et durée), ce qui entraine de facto une modification de l’occurrence du « débit morphogène » naturel dans les tronçons situés en aval. Il en résulte une morphologie et une dynamique fluviales modifiées, avec des Incidences sur la biologie et les usages. Afin d’améliorer, voire de restaurer le bon fonctionnement des milieux aquatiques et rivulaires, il est de plus en plus souvent demandé aux gestionnaires de barrages de générer des débits élevés, dits « morphogènes », depuis leurs ouvrages. Ce travail de thèse s’est attaché dans un premier temps à clarifier les concepts de débits, lâchers et écoulements « morphogènes ». Il a été proposé une nouvelle terminologie s’intégrant dans le contexte plus large des débits environnementaux et des débits écologiques (environmental et ecological flows). Dans un second temps, les précédents travaux et les expérimentations menées sur la Durance, la Selves et l’Isère, ont fourni des éléments pour construire une méthodologie de mise en œuvre de lâchers morphogènes dans le cadre d’une gestion adaptative. Cette méthodologie opérationnelle repose sur une série d’étapes successives découlant d’un diagnostic préalable. Elle permet de déterminer les paramètres nécessaires au dimensionnement, d’identifier les contraintes et de définir les résultats attendus (compartiments visés, ordres de grandeurs des processus, etc.) pour évaluer l’efficience de l’opération. Enfin, grâce à la mise en œuvre d’indicateurs de déclenchement, elle fournit des éléments d’évaluation pour décider de renouveler, d’améliorer ou non le lâcher.

Over the centuries, many rivers have been regulated by dams to meet various needs such as flood management, hydropower production, irrigation, drinking water supply, etc. Today, in the northern third of the planet, 77% of watercourses are affected by dams and a very large number are under construction or planned in the coming decades. The impacts of dams, particularly those with the largest reservoirs, are now well-known. Their influence, more or less pronounced, can affect floods (flow, frequency, peak and duration), which results in a change of the occurrence of the natural ''channel morphing discharge'' in the downstream reaches. The result is a modified river morphology and dynamics, with impacts on biological communities and uses. In order to improve/restore aquatic and riparian environments, dam managers are increasingly being asked to generate high flows, known as ''flushing flows” or “ecomorphogenic flows”, from their dams.This thesis focuses initially on clarifying the concepts of discharge, water release, and ''ecomorphogenic flows”. A new terminology has been proposed that fits into the broader context of “environmental flows” and “ecological flows”. In a second step, previous works and experiments carried out on the Durance River, the Selves River and the Isère River provided elements to build a methodology for implementing ecomorphogenic flow releases as part of adaptive management. This operational methodology is based on a series of successive steps resulting from a preliminary diagnosis. It makes it possible to determine the parameters necessary for designing releases, identifying constraints and defining expected results (target compartments, orders of magnitude of process, etc.) to evaluate the efficiency of the operation. Finally, through the implementation of trigger indicators, it provides evaluation information to decide whether to renew, or improve releases or to replace them with other management actions.