Aménagement et écologie des cours d’eau: « Il faut saisir le mode de pensée des autres »

1.9.2021 - Des chercheurs issus de disciplines variées collaborent au programme de recherche « Aménagement et écologie des cours d’eau ». Ils élaborent des bases scientifiques et des solutions axées sur la pratique. Comment se déroule cette coopération au quotidien ? David Vetsch, ingénieur à l’École polytechnique de Zurich (EPFZ), et Christine Weber, biologiste à l’institut de recherche sur l’eau Eawag, lèvent le voile sur leur travail. 

Propos recueillis par Nicolas Gattlen

David Vetsch (47 ans) a étudié le génie civil à l’EPFZ. Il dirige depuis 2013 le groupe de recherche « Modélisation numérique » du laboratoire de recherches hydrauliques, hydrologiques et glaciologiques (VAW) de l’EPFZ, où il enseigne également. Il est membre de l’équipe de direction du programme « Aménagement et écologie des cours d’eau ».

Christine Weber (45 ans), biologiste, dirige le groupe de recherche « Revitalisation des cours d’eau » à l’Eawag. Elle enseigne à l’EPFZ et fait partie de l’équipe de direction du programme « Aménagement et écologie des cours d’eau ».
© Kilian J. Kessler | Ex-Press | BAFU

Le programme de recherche « Aménagement et écologie des cours d’eau » a été lancé en 2002 avec le projet « Rhône-Thur ». Quel fut l’élément déclencheur?

David Vetsch (DV): Les inondations des années 1990 ont joué un rôle important, puisqu’elles ont montré que le fait de canaliser les cours d’eau n’offrait pas une protection suffisante. Dans les années 1980 et 1990, on a également pris conscience que ces aménagements avaient conduit à un appauvrissement écologique des rivières et des ruisseaux. On s’est mis alors à revitaliser certains tronçons, à leur donner plus de place. Le programme de recherche vise à accompagner et à soutenir les professionnels du terrain dans cette transition importante.

Pendant des décennies, l’aménagement des cours d’eau a été du seul ressort des ingénieurs. Or ce programme les place sur un pied d’égalité avec les écologues. Désormais, les deux domaines élaborent conjointement les sujets de recherche. Pourquoi avoir consenti à ce « mariage de raison »?

DV: Pendant des décennies, les instituts de recherche en génie hydraulique ont encadré la canalisation des cours d’eau. Nos prédécesseurs étudiaient les meilleurs moyens de procéder. Depuis 30 ans, la situation a évolué. Les ingénieurs veulent désormais contribuer à leur revitalisation. La protection contre les crues reste prioritaire, mais en tenant compte des questions écologiques. Nous devons voir plus loin que notre spécialité et comprendre ce qui occupe nos collègues écologues. Les questions actuelles sont un défi pour les deux disciplines, et nous ne pourrons les relever qu’ensemble.

Christine Weber (CW): Les écologues sont aussi très intéressés par la collaboration avec les ingénieurs. La Suisse présente un réseau dense de cours d’eau, qui comptent parmi les habitats naturels les plus riches en espèces du pays. Les listes rouges des espèces animales et végétales menacées montrent que les organismes vivant dans les cours d’eau et à leurs abords sont les plus touchés par le déclin de la biodiversité. Cela fait 150 ans que leurs habitats se détériorent et se réduisent comme des peaux de chagrin. En plus de protéger les cours d’eau intacts, les revitalisations exigées par la loi offrent une opportunité unique d’inverser la tendance.

Comment la collaboration au sein du programme de recherche est-elle définie?

DV: Pour commencer, les quatre instituts de recherche et l’OFEV développent un projet sur quatre à cinq ans, divisé en une douzaine de sous-projets. Les contenus des études sont discutés conjointement et les sous-projets répartis de manière paritaire. Certains sont des projets connexes où la coopération entre les chercheurs est particulièrement étroite.

CW: Ces projets connexes contribuent considérablement à rapprocher les disciplines. Nous développons ensemble les questions à résoudre, échangeons énormément et passons le cas échéant plus de temps dans l’institut partenaire. Les publications communes renforcent aussi les liens entre les chercheurs. Nous nous retrouvons à travers les histoires que nous écrivons ensemble et nous pouvons ainsi nous immerger dans le monde de l’autre.

Quelles questions ces projets tentent-ils de résoudre?

CW: Un des projets connexes actuels cherche à savoir si un déficit de charriage réduit la diversité des habitats et, partant, le nombre de refuges disponibles. Ces refuges sont vitaux pour de nombreuses espèces aquatiques. Ils offrent un abri en cas de conditions extrêmes, notamment de crue. À l’Eawag, nous étudions, en laboratoire et sur le terrain, les refuges que les larves d’insectes utilisent quand le débit augmente. De leur côté, nos collègues de l’EPFZ analysent les processus hydrauliques et morphologiques qui permettent l’apparition de ces refuges. Ces refuges ne sont guère pris en compte aujourd’hui dans la planification pratique des mesures de revitalisation en raison de l’absence de données fiables.

DV: Nous gérons aussi des projets connexes passionnants avec l’EPFL et l’Institut fédéral de recherche sur la forêt, la neige et le paysage (WSL). Les chercheurs de l’EPFL ont étudié, dans un bassin d’essai, comment les sédiments fins se déposaient dans le lit majeur. Nous utilisons les résultats de ces modélisations physiques pour valider nos modèles numériques. Dans un autre projet, nous étudions l’évolution des habitats aquatiques sous l’effet des changements morphologiques sur un tronçon élargi de la Moesa, dans les Grisons. Nous procédons à des relevés réguliers, que nous reportons ensuite dans un modèle de simulation. Le WSL étudie de son côté la dissémination du tamarin d’Allemagne, une plante pionnière rare et menacée, dans un habitat dynamique comme celui-ci. Nous sommes maintenant en train de combiner les deux modèles.

Quelles sont les difficultés du travail inter-disciplinaire?

DV: Il faut prendre le temps et tenter de comprendre les autres. Non pas d’un point de vue technique, dans les détails, mais de manière plus générale. Il faut saisir le mode de pensée des autres, se familiariser avec leur domaine de recherche, poser sans cesse des questions. C’est aussi comme cela que l’on découvre les limites de leur savoir. On part du principe que les autres savent tout dans leur domaine. Or on constate avec surprise qu’ils tâtonnent aussi. Cette découverte peut être très libératrice…

CW: … pour les deux parties. Les collègues des autres disciplines posent parfois des questions fondamentales que notre discipline ne se pose plus, persuadée qu’elles ont été résolues depuis longtemps. C’est stimulant et nous oblige à élargir notre champ de vision.

Vous participez tous les deux à ce programme depuis 2002. Alors doctorants, vous avez étudié les élargissements du Rhône et de la Thur, avant de diriger des sous-projets, puis de rejoindre l’équipe de direction. Sur près de 20 ans, quelles nouvelles connaissances en avez-vous tirées?

CW: Dans la recherche axée sur la pratique, la complexité des problèmes ne cesse de me fasciner. Une question biologique a toujours aussi une composante hydraulique, chimique ou socioéconomique. La collaboration interdisciplinaire est donc indispensable. Les allers et retours entre théorie et pratique sont également très féconds. Le projet « Rhône-Thur » nous a permis de développer un ensemble d’indicateurs destinés à contrôler l’efficacité des revitalisations de cours d’eau. Nous pouvons ainsi évaluer si l’élargissement d’une rivière permet réellement de revaloriser et de redynamiser les habitats.

DV: J’ai fait des expériences similaires. Lorsque nous avons étudié l’élargissement de la Thur, j’ai pris conscience que les processus inhérents aux cours d’eau pouvaient être très complexes et que nous étions loin de tout comprendre. La dynamique extraordinaire de ces systèmes devient évidente en cas de crue par exemple. Les effets des sédiments charriés sur les cours d’eau et leurs habitats vont occuper les chercheurs encore longtemps. Mais nous avons beaucoup appris ces dernières années et disposons déjà d’une bonne base en la matière.

Monsieur Vetsch, dans le cadre du programme de recherche, vous avez développé avec vos collègues un outil de simulation pour la modélisation hydrodynamique et morphodynamique des cours d’eau. Permet-il de prédire précisément les effets à long terme d’une mesure d’aménagement ? Par exemple si des frayères se créent pour les poissons, et à quel endroit?

DV: Les modèles actuels n’offrent que des prévisions locales restreintes. De nombreux aspects ne sont pas encore représentés de manière satisfaisante. L’amélioration constante des modèles et des capacités de calcul nous permet cependant de tirer des conclusions de plus en plus fiables sur les modifications des cours d’eau, que ce soit en raison de crues ou de l’exploitation de centrales hydrauliques. De nombreux bureaux d’ingénieurs utilisent déjà notre outil, par exemple pour établir des cartes des dangers ou évaluer le régime de charriage.

Madame Weber, quelles sont les questions indispensables qu’il reste à étudier?

CW: L’interaction entre le niveau local et général. Des processus importants comme le régime de charriage, l’apport de bois flottant, le débit ou la migration des organismes s’effectuent à grande échelle, dans le bassin versant d’un tronçon de cours d’eau. Dans le même temps, des facteurs locaux comme les seuils artificiels peuvent avoir une influence à large échelle. Ces interactions complexes déterminent l’évolution d’un projet de revitalisation.

Comment établissez-vous le lien avec la pratique, qui est essentiel dans ce programme de recherche?

CW : Un groupe d’accompagnement réunissant des représentants de l’OFEV, des cantons, de bureaux privés et d’organisations non gouvernementales nous soutient dans le développement de produits axés sur la pratique. Le recueil de fiches publié par l’OFEV, le Guide de suivi des projets de revitalisation fluviale ou l’outil de simulation gratuit « BASEMENT » en font partie. Nous sommes en train de créer un prospectus pour répondre aux besoins des autorités communales. Les recueils de fiches seront en outre aussi publiés en anglais et plus seulement en français, en allemand et en italien. Le résultat de notre travail n’est pas seulement utile en Suisse et nous voulons le partager avec le reste du monde.

Un programme ambitieux

Le défi auquel sont confrontés la Confédération et les cantons est de taille : ils doivent valoriser les habitats aquatiques, assurer la protection face aux crues et tenir compte de l’utilisation des cours d’eau. Pour soutenir les autorités et les spécialistes de la planification dans cette tâche complexe, l’OFEV a lancé en 2002 le programme « Aménagement et écologie des cours d’eau » avec les instituts de recherche Eawag, PL-LCH (EPFL), VAW (EPFZ) et WSL. Les projets « Rhône-Thur » (2002-2006), « Gestion intégrale des zones fluviales » (2007-2011) et « Dynamique du charriage et des habitats » (2013-2017) sont achevés. Le projet actuel « Milieux aquatiques – dynamique sédimentaire et connectivité » (2017-2021) aborde deux thèmes centraux, le transport de sédiments et les habitats aquatiques dans les moyens cours d’eau.

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Dernière modification 01.09.2021

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