Le Bazacle de Toulouse : un moulin à eau à l'origine des sociétés par actions

Au cœur de la ville rose baignée par les eaux de la Garonne se dresse une célébrité de notre patrimoine hydraulique : la chaussée du Bazacle. Si ce site se visite aujourd'hui pour ses installations hydroélectriques et ses passes à poissons, il est le lieu d'une histoire méconnue qui dépasse le cadre de l'ingénierie fluviale. C'est ici, face aux défis techniques et financiers imposés par la maîtrise de l'eau, qu'est née au Moyen Âge une innovation structurelle appelée à faire date : la toute première société par actions au monde. Retour sur cet épisode étonnant de l'histoire des moulins à eau et de l'économie.

Dès l'Antiquité, le site du Bazacle était connu comme un point de passage majeur sur la Garonne, favorisé par la présence d'un haut-fond constitué d'une marne dure et résistante. C'est au niveau de ce seuil naturel, qui provoque un ralentissement opportun du courant, que les hommes ont cherché à exploiter l'énergie cinétique du fleuve. Les tout premiers moulins à eau toulousains sont mentionnés aux alentours de 1071. C'est en 1190, avec l'autorisation expresse du comte Raymond V de Toulouse, qu'est véritablement édifiée la première « chaussée » (ou digue) en travers du lit mineur. 

Initialement, le fleuve était peuplé de moulins dits «flottants» ou pendus à des pontons. Mais pour tirer le meilleur parti de la force motrice de l'eau, les meuniers ont rapidement édifié des moulins «terriens» ou «de pied ferme»  adossés à de puissantes digues en pieux de bois, permettant de canaliser efficacement le flux vers les roues à aubes. À cette époque, la Garonne toulousaine comptait une soixantaine de moulins. Leurs rendements étaient exceptionnels pour l'époque : les installations les plus perfectionnées pouvaient moudre jusqu'à 1 500 kilos de blé par jour et faisaient vivre des dizaines d'ouvriers. Véritable première zone industrielle de la ville, le site a vu s'agglomérer, outre les moulins céréaliers, des moulins pasteliers, des tanneries et des moulins à papier.

Le Bazacle, une gouvernance innovante au Moyen Age

Dompter un fleuve au débit aussi capricieux que la Garonne n'allait pas sans difficultés. La construction, l'entretien régulier et la réparation des chaussées en bois, souvent dévastées par les violentes crues, représentaient un gouffre financier. De plus, les conflits d'usage de l'eau se multipliaient : il fallait financer d'interminables batailles juridiques contre les bateliers, gênés dans leur navigation, ou contre les moulins concurrents, comme ceux de la Daurade, situés en amont. Face à ces coûts exorbitants, les meuniers ne pouvaient plus faire cavalier seul et furent contraints de s'associer.

Le droit coutumier du sud de la France, imprégné de droit romain (qui ignore le droit d'aînesse), permettait la propriété collective d'un bien indivis à travers des structures juridiques appelées «pariages». C'est sur cette base juridique que les propriétaires des moulins du Bazacle ont formalisé leur association. En 1372, ils signent la charte de fondation de la Société des moulins du Bazacle, marquant l'aboutissement d'un long processus de mutualisation. 

La gouvernance mise en place est d'une modernité remarquable. Le capital est divisé en 96 parts, appelées uchaux, qui sont librement cessibles sur le marché selon le principe de l'offre et de la demande. Les propriétaires, nommés pariers, voient leur responsabilité financière strictement limitée à la hauteur de leur apport. Surtout, la structure de direction préfigure nos grands groupes actuels : une assemblée générale annuelle (le Conselh general) approuve les comptes et décide des investissements lourds, tout en élisant un conseil d'administration (la Régence, composée de huit membres), qui nomme lui-même un directeur général (le Régent) désigné pour un an. Fait notable, les salariés de l'entreprise (meuniers, comptables) percevaient collectivement 10 % des bénéfices annuels, instaurant avant l'heure un système de participation aux résultats.

Une révolution économique redécouverte à l'époque moderne

Historiquement, la doxa économique a longtemps attribué l'invention de la société par actions aux grandes compagnies commerciales du XVIIe siècle, telles que la Compagnie néerlandaise des Indes orientales (VOC). C'est ignorer la percée conceptuelle réalisée sur les berges de la Garonne près de trois siècles plus tôt. Le succès et la longévité de cette entreprise toulousaine s'expliquent en grande partie par un environnement institutionnel et fiscal très favorable. Contrairement à Paris où les droits de mutation atteignaient 20 % de la valeur du bien, Toulouse – administrée par des marchands bourgeois, les Capitouls – appliquait des taxes symboliques inférieures à 2 %, favorisant ainsi la fluidité et l'attractivité des parts du Bazacle. Cet investissement s'est avéré particulièrement lucratif, offrant un rendement moyen (le dividende) d'environ 5 % par an tout au long de son existence, avec des pics allant de 15 % à 20 % lors des périodes fastes du Moyen Âge.

Ce jalon fondamental de l'histoire du capitalisme serait peut-être resté dans l'oubli sans les travaux fondateurs de l'historien du droit Germain Sicard. Le 17 juin 1952, lors de la soutenance de sa thèse à l'Université de droit de Toulouse, il démontre de façon magistrale, archives à l'appui, que c'est bien la ville rose qui a accouché de la première société par actions moderne. Plus récemment, en 2015, les presses de la prestigieuse université de Yale ont réédité en anglais la thèse de Sicard, consacrant définitivement la portée internationale et pionnière de ce patrimoine industriel français.

Du Moyen Âge à l'époque moderne, bientôt 1000 ans d'exploitation hydraulique

Le modèle économique de la meunerie a perduré jusqu'à la fin du XIXe siècle, période où sa rentabilité a commencé à décliner face aux mutations industrielles. Faisant preuve d'une résilience remarquable, les actionnaires du Bazacle amorcent en 1888-1889 la transformation du site en centrale hydroélectrique. La « Société Toulousaine d'Électricité » est alors créée pour convertir l'énergie hydraulique du fleuve et fournir l'éclairage public de Toulouse. Le dynamisme de la firme lui vaudra même une introduction à la Bourse de Paris en 1910, avant que son histoire en tant qu'entité privée ne s'achève par sa nationalisation et son intégration au sein d'EDF en 1946.

Aujourd'hui, l'ouvrage est toujours en pleine exploitation. La chaussée du Bazacle se déploie sur une longueur de crête de 270 mètres, offrant une chute brute de 4,5 mètres et alimentant des turbines générant de l'électricité renouvelable. Le site est également devenu un modèle de continuité écologique fluviale. Afin de restaurer les axes migratoires de la faune aquatique (saumons, grandes aloses, anguilles, lamproies), EDF a aménagé plusieurs dispositifs de franchissement performants : une passe à ralentisseurs de fond (rénovée en 1989) ainsi qu'une imposante passe à bassins successifs et fentes verticales longue de 67 mètres. En parallèle de sa mission de production, l'Espace EDF Bazacle s'est réinventé en un vaste lieu culturel et pédagogique ouvert au public, mêlant découverte du patrimoine industriel, expositions artistiques et sensibilisation à la préservation de la biodiversité du fleuve.

Conclusion

Sur la chaussée du Bazacle se croisent l'audace de l'ingénierie hydraulique et le génie de l'organisation économique. En cherchant à dompter la puissance de l'eau, les meuniers toulousains du Moyen Âge ont jeté les bases du capitalisme moderne par la création de la première société par actions. Toujours en activité, produisant une énergie décarbonée et respectueux de la vie fluviale grâce à ses passes à poissons, le Bazacle reste un exemple éloquent de la façon dont le patrimoine de l'eau sait se réinventer à travers les siècles pour répondre aux nouveaux défis de son époque.

Référence : Sicard, G. (1953). Aux origines des sociétés anonymes. Les moulins de Toulouse au Moyen Age. Armand Colin. (Réédition anglaise : Yale University Press, 2015).

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Les moulins à eau et leurs artisans, pionniers de la révolution industrielle anglaise

Ce que nous dit l’histoire longue des technologies hydrauliques en Grèce (Angelakis et al 2026)

Depuis plus de quatre millénaires, les sociétés grecques ont développé une relation étroite avec l’eau, ressource à la fois rare et structurante pour l’organisation des territoires. En mobilisant les données archéologiques, historiques et techniques issues d’environ deux cents sites répartis dans l’ensemble du monde grec, une recherche retrace l’évolution des technologies hydrauliques depuis la préhistoire jusqu’à l’époque contemporaine. L’étude met en évidence une tradition continue d’ingénierie et de gouvernance de l’eau, marquée par des périodes d’innovation majeure, mais aussi par des phases de transmission, d’adaptation et parfois de régression. Elle propose enfin des enseignements utiles pour la gestion moderne de l’eau dans les régions méditerranéennes confrontées à la rareté hydrique et aux effets du changement climatique. 

L’article d'Andreas N. Angelakis et de ses collègues vise à proposer une synthèse historique complète de l’évolution des technologies hydrauliques en Grèce, depuis les premières sociétés agricoles jusqu’au développement des infrastructures modernes. Les auteurs cherchent à comprendre comment les sociétés grecques ont conçu, construit et administré leurs systèmes de gestion de l’eau dans des contextes climatiques et politiques très différents. L’étude s’appuie sur une approche interdisciplinaire combinant archéologie, histoire, ingénierie hydraulique et sciences de l’environnement.

L’analyse repose sur un corpus documentaire large comprenant des fouilles archéologiques, des études techniques et des sources historiques portant sur environ deux cents sites répartis dans l’ensemble du territoire grec. L’objectif n’est pas seulement de décrire l’évolution des techniques, mais aussi d’identifier les relations entre infrastructures hydrauliques, organisation sociale et formes de gouvernance de l’eau. Les auteurs cherchent ainsi à dégager des principes généraux susceptibles d’éclairer les défis contemporains de gestion des ressources hydriques, en particulier dans les régions méditerranéennes. 

L’étude met d’abord en évidence l’ancienneté et la sophistication des systèmes hydrauliques développés dans le monde grec dès l’âge du bronze. La civilisation minoenne, active principalement en Crète entre le IIIe et le IIe millénaire avant notre ère, possédait déjà des systèmes élaborés de collecte, de stockage et d’évacuation de l’eau. Les palais de Knossos ou de Phaistos intégraient des réseaux de distribution d’eau, des systèmes de drainage des eaux pluviales et des installations sanitaires avancées pour l’époque. L’eau y était captée par des citernes, des puits et des aqueducs rudimentaires, tandis que des dispositifs de filtration et de gestion des eaux usées témoignent d’une compréhension remarquable des enjeux sanitaires et hydrologiques. 

Les sociétés mycéniennes poursuivent et amplifient ces pratiques, notamment par des travaux de drainage et de contrôle hydraulique à plus grande échelle. Le drainage du bassin du lac Copaïs en Béotie constitue l’un des exemples les plus spectaculaires de cette période. Des réseaux de canaux, de digues et de conduits souterrains furent aménagés afin de contrôler les crues et d’assécher des terres agricoles. Dans les citadelles mycéniennes, la sécurité de l’approvisionnement en eau devient également un enjeu stratégique : des citernes souterraines reliées à des sources extérieures permettent d’assurer l’accès à l’eau même en cas de siège.

Après la période dite des « siècles obscurs », les cités grecques redéveloppent progressivement leurs infrastructures hydrauliques. À l’époque archaïque et classique, l’eau devient un enjeu central de l’urbanisme et de la gouvernance civique. Athènes constitue un exemple particulièrement bien documenté. La ville dépend d’un réseau dense de puits, de citernes et de fontaines publiques, complété par des aqueducs souterrains. Les lois de Solon au VIe siècle avant notre ère introduisent des règles précises concernant l’accès aux puits et la limitation des prélèvements, montrant que la gestion de l’eau est déjà intégrée au cadre juridique de la cité.

La période classique correspond également à une étape importante dans l’histoire de la pensée scientifique sur l’eau. Des philosophes et savants tels que Thalès, Aristote ou Hippocrate s’intéressent aux phénomènes hydrologiques et aux relations entre qualité de l’eau et santé humaine. Aristote propose notamment l’une des premières descriptions du cycle hydrologique, fondée sur les processus d’évaporation et de condensation. Cette articulation entre réflexion scientifique, ingénierie et organisation politique constitue l’un des traits marquants de la civilisation grecque classique.

Avec la domination romaine, les infrastructures hydrauliques connaissent une phase d’expansion spectaculaire. Les Romains reprennent les savoirs techniques hérités des Grecs et les appliquent à des ouvrages de grande ampleur. Les aqueducs se multiplient, certains atteignant plusieurs dizaines de kilomètres de longueur. À Athènes, l’aqueduc d’Hadrien, construit au IIe siècle de notre ère, transporte l’eau sur environ vingt kilomètres depuis les sources du mont Parnès jusqu’au centre urbain. Dans d’autres villes comme Nicopolis, les aqueducs dépassent cinquante kilomètres et témoignent d’une maîtrise avancée des techniques de captage, de transport et de stockage de l’eau. 

Après l’Antiquité, les périodes byzantine et médiévale sont marquées par une transformation des systèmes hydrauliques. Les grands aqueducs romains continuent parfois d’être utilisés ou réparés, mais la tendance dominante est à la décentralisation des infrastructures. Les citernes et les puits deviennent les principales sources d’approvisionnement en eau, reflétant un contexte politique plus instable et des ressources économiques plus limitées. Cette évolution montre que la forme des infrastructures hydrauliques dépend étroitement de la stabilité politique et des capacités institutionnelles des sociétés.

Sous les dominations vénitienne et ottomane, la gestion de l’eau s’adapte aux conditions locales et aux contraintes climatiques. Les villes et villages développent des réseaux de citernes, de fontaines publiques et de petits aqueducs. Dans certaines régions, des systèmes souterrains similaires aux qanats sont utilisés pour capter et transporter l’eau. Les fontaines jouent aussi un rôle social et religieux important, notamment dans la culture islamique où l’accès à l’eau est associé aux pratiques de purification.

Enfin, l’époque moderne marque le passage à des infrastructures hydrauliques centralisées. La croissance démographique d’Athènes au XIXe et au XXe siècle entraîne la construction de grands ouvrages, dont le barrage de Marathon inauguré à la fin des années 1920. Ce barrage, créant un réservoir de plus de quarante millions de mètres cubes, constitue l’une des premières grandes infrastructures hydrauliques de la Grèce contemporaine et marque la transition vers une gestion moderne de l’eau à l’échelle nationale. 

Les auteurs concluent que l’histoire des technologies hydrauliques en Grèce illustre une relation étroite entre innovation technique, organisation sociale et adaptation environnementale. Les systèmes hydrauliques les plus durables ne sont pas nécessairement les plus monumentaux, mais ceux qui combinent des solutions techniques appropriées avec des structures de gouvernance adaptées aux conditions locales.

L’étude montre également que les infrastructures décentralisées, telles que les citernes ou les systèmes locaux de collecte d’eau, ont souvent fait preuve d’une grande résilience face aux crises politiques ou économiques. À l’inverse, les grands systèmes centralisés se développent surtout dans des périodes de stabilité politique et de forte capacité administrative.

Pour les auteurs, l’histoire longue de la gestion de l’eau en Grèce offre ainsi des enseignements importants pour les politiques contemporaines. Dans un contexte de changement climatique et de pression croissante sur les ressources hydriques, les stratégies les plus efficaces pourraient combiner des infrastructures modernes à grande échelle avec des solutions locales inspirées des pratiques historiques de collecte, de stockage et de gestion communautaire de l’eau.

Référence : Angelakis, A. N. et al (2026), Hydro-Technologies in Greece from Prehistory to Modern Times: A Review of Water Management, Sustainability, and Resilience, Water, 18, 5, 560. doi.org/10.3390/w18050560 

Charles Antoine Poirée et l’invention des barrages à aiguilles

Au XIXᵉ siècle, la France connaît une phase intense d’aménagement hydraulique. Les rivières, longtemps soumises aux crues, aux sécheresses et aux variations de débit, doivent être rendues navigables pour soutenir le commerce intérieur et l’essor industriel. C’est dans ce contexte que se distingue Charles Antoine Poirée (1787-1873), ingénieur des Ponts et Chaussées, dont l’invention du barrage mobile à aiguilles marque une révolution silencieuse dans l’histoire de la navigation fluviale.

Originaire du Nivernais, Poirée s’attache dès les années 1820 à résoudre un problème concret : comment maintenir un niveau d’eau suffisant sur les rivières canalisées tout en permettant le passage des bateaux et en évitant les débordements destructeurs ?

En 1823, il met au point à Basseville, sur l’Yonne, un prototype de barrage constitué d’une série de cadres verticaux fixés au lit de la rivière, dans lesquels viennent s’appuyer des aiguilles, longues planches de bois que l’on dispose manuellement côte à côte pour retenir l’eau.

Ce système ingénieux permet de réguler le débit en retirant ou ajoutant des aiguilles selon les besoins. Pour la première fois, la hauteur du plan d’eau devient modulable sans mécanisme complexe, à l’aide d’une structure souple, légère et économique.

Le principe du barrage à aiguilles

L’idée de Poirée repose sur un équilibre subtil entre simplicité et efficacité. Le barrage, formé d’un batardeau mobile, peut être abaissé entièrement pour laisser passer une crue ou relevé partiellement pour maintenir la navigation.

Le barrage à aiguilles repose sur un dispositif de madriers verticaux, appelés aiguilles, disposés côte à côte pour retenir ou libérer l’eau selon les besoins. Chaque planche, longue de 2 à 4 mètres, s’appuie en bas sur un butoir du radier (heurtoir) et en haut sur une passerelle de fermettes métalliques. Ces fermettes, pivotantes, peuvent s’abaisser entièrement lors des crues pour laisser le passage libre à la rivière. Les aiguilles, maintenues par une barre d’appui et de réunion, sont manipulées manuellement une à une afin de régler le débit et le niveau d’eau.

La manœuvre consiste à ouvrir le barrage quand la rivière monte — en retirant les aiguilles et en couchant les fermettes — puis à le refermer quand l’eau baisse, en redressant les fermettes à l’aide d’un treuil et en remettant les aiguilles en place. Malgré l’effort physique requis, la conception ingénieuse du système garantit à la fois souplesse, sécurité et précision, offrant une alternative légère et modulable aux lourds barrages maçonnés fixes.

Une invention unanimement saluée au XIXe siècle

Expérimenté sur l’Yonne, puis adopté sur d’autres rivières françaises (Seine, Cher, Saône), le barrage à aiguilles Poirée devient rapidement un modèle pour toute l’Europe. Son principe est repris et perfectionné en Belgique, en Allemagne, puis en Angleterre, où il équipe de nombreuses voies navigables au XIXᵉ siècle.

Grâce à lui, la navigation continue devient possible sur des cours d’eau autrefois capricieux. Les péniches peuvent franchir les seuils sans interruption, et le transport fluvial gagne en régularité et en sécurité.

Nommé inspecteur général de première classe, Poirée reçoit la Légion d’honneur en 1855 et participe à l’Exposition universelle de 1855, où son invention est saluée comme une avancée majeure dans l’art du génie civil.

Son nom demeure attaché à une vision pragmatique de l’ingénierie : une innovation née de l’observation du terrain, au service de l’intérêt collectif.

Quelques barrages à aiguilles sont toujours visibles en France, mais ils sont de plus en plus rares car modernisés par des dispositifs demandant moins de main d'oeuvre et offrant plus de sécurité. Leur histoire témoigne de l'alliance entre science, technique et utilité publique, emblématique du siècle des ingénieurs.

L’œuvre de Poirée s’inscrit dans la lignée des grands bâtisseurs des Ponts et Chaussées, ceux qui ont transformé les rivières françaises en véritables artères économiques. Son invention, à la fois modeste et géniale, illustre la force des solutions simples dans la maîtrise de l’eau — une leçon toujours actuelle à l’heure où la gestion fine des ressources hydriques redevient un enjeu crucial.

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Visite au Batardeau (Auxerre)

L'association Hydrauxois a visité l'ancien moulin et usine élévatoire des eaux du Batardeau, à Auxerre. Le barrage du Batardeau, dernier barrage à aiguilles de l’Yonne, a été remplacé entre 2022 et 2024 par un barrage mobile gonflable à l’eau, symbole d’une transition entre héritage hydraulique et modernité. L’ancien système (photo ci-dessous, DR), nécessitant la manipulation manuelle de centaines d’aiguilles, laisse place à une gestion à distance plus rapide et précise, assurée depuis un local technique que l'on voit en berge de rive droite (photo ci-dessus). Ce changement marque une étape majeure dans le programme de modernisation des barrages de l’Yonne, porté par Voies navigables de France pour une gestion durable de la ressource en eau. Le local d'entreposage des aiguilles à été conservé.

L'ancien système à aiguilles, Auxerre. 

A noter que si les barrages à aiguilles sont de plus en plus souvent remplacés sur les voies de navigation fluviale, ils peuvent être expérimentés chez des particuliers. Un adhérent à Cheney (rivière Armançon) avait ainsi opté pour une régulation du niveau de son bief par des aiguilles, au niveau du moulin (photo ci-dessous). 

Système à aiguilles pour réguler le niveau d'un bief de moulin.

Plongée dans l'histoire de la Seine, ses crues et ses barrages

Pour les passionnés d'histoire des techniques et des ouvrages hydrauliques, le livre de Denis Cœur, "Barrages-réservoirs et crues de la Seine", est une  pépite. Bien plus qu'une simple chronique des inondations parisiennes, cet ouvrage nous offre un récit passionnant de la naissance d'une science, l'hydrologie, et de son influence sur quatre siècles d'aménagement du territoire. Cette lecture est utile pour comprendre comment notre relation au fleuve s'est construite, entre savoirs empiriques, innovations scientifiques et décisions politiques. À l'heure où le changement climatique nous force à réinterroger nos infrastructures, ce retour aux sources est d'une pertinence remarquable. 

Le livre s'ouvre sur une période où la connaissance du fleuve est avant tout pragmatique et locale. Denis Cœur nous montre que les premiers "hydrologues" étaient les navigants, les commissaires des ports et les meuniers. Leurs savoirs, transmis oralement, étaient basés sur des repères de crue gravés sur une pile de pont ou un rocher, essentiels pour la navigation et le flottage du bois vers Paris.

Au commencement, des relevés empiriques des niveaux d'eau

L'intérêt principal de cette première partie est de nous faire vivre la transition d'un savoir empirique à une véritable science de la mesure.

L'auteur met en lumière un tournant décisif : l'installation de la première échelle hydrométrique sur le pont de la Tournelle à Paris en 1732. Cet outil simple marque le début de l'enregistrement systématique et quotidien des hauteurs d'eau, fournissant la matière première aux premières analyses scientifiques.

On découvre aussi les travaux fondateurs de figures comme Philippe Buache, qui dresse les premières cartes des zones inondées (comme celle de la crue de 1740) et les premiers "limnigrammes" (graphiques de variation des hauteurs d'eau). Ou les avancées de Gaspard Riche de Prony, qui systématise le nivellement de la Seine et corrèle les hauteurs d'eau aux relevés de pluviométrie.

Concernant les ouvrages, l'auteur montre bien que la lutte contre les inondations reste pensée à l'intérieur de la cité. Après la crue dévastatrice de 1658, les projets fleurissent : canaux de dérivation, mais aussi surélévation des quartiers bas. Ces projets, bien que rarement réalisés, témoignent d'une conception où la ville doit se défendre sur elle-même.

Belgrand et le temps des ingénieurs

La seconde partie de l'ouvrage traite de l'âge des ingénieurs après celui des pionniers. Elle est dominée par la figure tutélaire d'Eugène Belgrand. C'est ici que l'analyse prend toute son ampleur en montrant comment un modèle scientifique a pu façonner durablement les politiques d'aménagement.

Denis Cœur décortique la mise en place, dès 1854, du service hydrométrique du bassin de la Seine. Belgrand ne se contente plus de mesurer l'eau à Paris ; il déploie un réseau de stations sur l'ensemble du bassin versant. En articulant géologie, pluviométrie et hauteurs d'eau, il établit une "loi" fondamentale : les grandes crues de la Seine sont un phénomène de saison froide, lorsque les sols imperméables du Morvan et de la Haute-Marne sont saturés. Les crues d'été, bien que possibles, sont considérées comme des exceptions statistiquement marginales.

D'où le paradoxe des barrages-réservoirs, point le plus intéressant de l'ouvrage. Pendant des décennies, s'appuyant sur le modèle de Belgrand, les ingénieurs rejettent l'idée de grands barrages en amont, les jugeant inefficaces contre les crues d'hiver et trop coûteux. L'idée de créer de grandes retenues pour contrôler les crues est sérieusement étudiée sous Napoléon III après les inondations de 1856. Cependant, elle est longtemps rejetée par les ingénieurs, y compris par Belgrand, qui la jugeait inefficace contre les grandes crues de la Seine et d'un coût prohibitif. Même après la crue de 1910, la Commission Picard écartera cette solution. Le projet ne s'impose qu'après la Première Guerre mondiale, notamment sous l'impulsion d'Henri Chabal dans les années 1920. Le changement décisif est de ne plus penser les réservoirs uniquement pour l'écrêtement des crues, mais comme des outils polyvalents servant aussi au soutien d'étiage (rendu crucial par la sécheresse de 1921), à l'alimentation en eau de Paris, à l'irrigation et à la production d'énergie.

Les grands barrages multi-usages, une hydraulique d'intérêt général

L'ouvrage montre très bien que la conception des quatre grands lacs-réservoirs (Pannecière, Seine, Aube, Marne) est le fruit d'un "parti maximum économique". Ce compromis vise à stocker l'eau des crues d'hiver pour la restituer durant les sécheresses d'été. Ce faisant, ce mode de gestion, basé sur le modèle de Belgrand, a structurellement "masqué" le risque des crues estivales, car les réservoirs se doivent d'être pleins à la fin du printemps et n'ont donc plus de capacité de stockage disponible pour une crue de saison chaude.

Il faut enfin souligner la richesse des annexes qui concluent l'ouvrage. Pour tout amateur d'histoire technique, c'est une mine. On y trouve des plans de ponts du XVIIIe siècle, avec les repères de navigation, la toute première feuille de relevés de l'échelle du pont de la Tournelle de 1732, des profils de projets de "séquanomètres" (ancêtres des limnigraphes), des cartes des inondations historiques (1740, 1802, 1910) dressées par les acteurs de l'époque comme Buache ou Belgrand, des tableaux de données brutes, des extraits de règlements et des correspondances administratives qui donnent vie au récit.

Ces documents, magnifiquement reproduits, permettent de visualiser concrètement les étapes de la construction de ce savoir hydrologique.

"Barrages-réservoirs et crues de la Seine" est un ouvrage remarquable de clarté et d'érudition. Denis Cœur réussit le tour de force de rendre accessible une histoire complexe, à la croisée des sciences de l'ingénieur, de la décision politique et des transformations du territoire. C'est une lecture indispensable pour quiconque s'intéresse à l'histoire de Paris et de la Seine, à l'ingénierie hydraulique, ou plus largement à la manière dont les sociétés composent avec les "colères" de la nature. Le livre  nous rappelle que nos infrastructures les plus solides reposent toujours sur un socle de connaissances, avec ses certitudes, mais aussi ses angles morts. Et que le génie hydraulique agrège plusieurs siècles de savoirs qui ont été, hélas, quelque peu négligés ces dernières décennies dans les politiques de l'eau en France. 

Référence : Cœur D., 2024. Barrages-réservoirs et crues de la Seine. Une brève histoire de l'hydrologie du XVIIe au XXe siècle. Versailles, Éditions Quæ, 134 p. A noter qu'il existe une version électronique gratuite (epub, pdf).

Les roues hydrauliques de Venise (Gentilcore 2025)

À la Renaissance, Venise dépendait largement de la récupération de l’eau de pluie pour alimenter ses citernes, mais cela ne suffisait pas. Pour compléter cette ressource, l’eau douce de la rivière Brenta était transportée par barges depuis le site de Lizzafusina, grâce à des dispositifs de levage hydraulique. L’historien David Gentilcore explore comment ces roues hydrauliques furent au cœur d’un étonnant système d’innovation, de brevets et de rivalités d’inventeurs.

Venise, encerclée par l’eau salée de sa lagune, manquait cruellement d’eau douce. Des barges acheminaient l’eau depuis le continent, mais il fallait la hisser depuis le canal de la Brenta jusqu’aux réservoirs des bateaux. Cette tâche difficile fut confiée à des machines hydrauliques, dont la plus emblématique fut une roue à godets actionnée par des chevaux, installée à Lizzafusina.

Dès 1474, Venise mit en place un système de "privilegi" — l’un des tout premiers régimes de brevets d’invention en Europe. Cela ouvrit un espace de concurrence entre artisans, ingénieurs et inventeurs de tous horizons : horlogers, charpentiers, médecins, mathématiciens… Tous voulaient proposer une machine "nouvelle", mais souvent, il s’agissait d’améliorations modestes. Le prestige de noms comme Galileo ou Torriani côtoie ici les efforts obscurs d’artisans locaux.

Les pétitionnaires promettaient souvent monts et merveilles, mais très peu de leurs machines furent réellement construites. Ce n’était pas tant l’innovation technique qui intéressait les autorités que l’efficacité : un engin fonctionnel, économique, facile à entretenir. L’autorité publique se montrait pragmatique, accordant le privilège seulement après démonstration concrète, et parfois en échange d’une exemption de taxe ou d’une charité à un hôpital.

Trois témoins de l’époque — Montaigne, Schickhardt et Zonca — ont laissé des descriptions et dessins précieux des dispositifs. Zonca, en particulier, fournit une représentation technique crédible dans son Teatro di Machine, montrant une roue logée dans un bâtiment en bois, alimentant une goulotte vers les barges. Contrairement à bien des "machines de théâtre", celle-ci était réelle, fonctionnelle et rustique.

Lizzafusina devient ainsi un véritable "carrefour technique" où se croisent savoir-faire artisanal, ambitions sociales et enjeux politiques. Sans école d’ingénieurs à l’époque, les savoirs circulent librement, de l’atelier du charpentier aux académies humanistes, en passant par les couloirs du Sénat de Venise.

Au début du XVIIe siècle, les roues hydrauliques de Lizzafusina sont démontées. Un nouveau canal est creusé depuis Dolo pour amener l’eau jusqu’à Venise, mettant fin à cette aventure mécanique. Mais l’histoire de ces machines, bien qu’éphémères, raconte une autre histoire : celle d’une ville qui, en quête de solutions concrètes, sut stimuler l’ingéniosité de ses habitants autant que celle d’inventeurs venus d’ailleurs.

Référence : Gentilcore D (2025), The Waterwheels of Lizzafusina: Technological Innovation, Patenting, and Practical Necessity in Sixteenth-Century Venice, Technology and Culture, 66, 1, 107–133.

La politique des rivières doit comprendre leur histoire

Loin d’être des milieux "naturels" au sens strict, les rivières françaises et européennes sont le fruit d’une histoire longue, marquée par des millénaires d’usages et d’aménagements, de conflits et de savoir-faire. Histoire, géographie, archéologie et sciences du paysage obligent aujourd’hui à changer notre regard sur les cours d’eau. Mais aussi à repenser nos politiques publiques de l'eau, qui se sont égarées depuis trois décennies dans l'utopie coûteuse et contradictoire de la reconstruction d'une nature sauvage. 

(Photographie de Wolfgang Staudt)

Pendant longtemps, les politiques publiques de l’eau ont été guidées par une représentation implicite de la rivière comme une entité naturelle, un flux spontané, que l’action humaine aurait uniquement détériorée ou altérée. Dans cette vision, "restaurer" une rivière revenait à la "renaturer", c’est-à-dire à la libérer de ses usages historiques, de ses équipements, de ses aménagements. Mais depuis une vingtaine d’années, les travaux issus de l’histoire environnementale, de l’archéologie fluviale, de la géographie historique et des sciences du paysage ont radicalement changé cette perspective. Nos connaissances ont évolué.

Loin d’être un simple cours d’eau façonné par les seuls processus géomorphologiques, la rivière apparaît désormais comme un objet hybride, à la fois naturel et culturel, marqué par une histoire très longue d’interventions humaines. Cela dès le paléolithique, puis de manière accélérée avec le néolithique. Ce tournant historique et archéologique a des conséquences profondes : il oblige à reconsidérer la manière dont on lit un paysage fluvial, dont on évalue sa biodiversité, dont on élabore les diagnostics écologiques, et dont on pense les choix d’aménagement.

Une anthropisation ancienne, profonde et continue

L’archéologie préventive a multiplié ces dernières années les fouilles de fonds de vallée, révélant des traces parfois très anciennes d’aménagements liés à l’eau : petits barrages, digues, canaux, drains, chaussées, retenues, fontaines, douves... Ces structures, loin d’être marginales, sont présentes sur l’ensemble du territoire, depuis l'Antiquité jusqu’à l’époque moderne. Leur densité et leur ancienneté témoignent d’un fait majeur : les rivières françaises ont été intensément travaillées par les sociétés humaines.

Loin d’avoir dégradé une nature jusque-là intacte, ces interventions ont au contraire contribué à structurer les milieux aquatiques : stabilisation des lits, création d’habitats lentiques, alimentation d’étangs ou de zones humides annexes, diversification des écoulements. Elles sont inséparables des régimes agraires et techniques qui se sont succédé dans les bassins versants.

Un paysage fluvial hérité

Les recherches historiques montrent que le lit d’une rivière, sa largeur, sa sinuosité, son enfoncement ou au contraire son élargissement sont souvent le résultat de siècles de travaux : curages, rectifications, mises en culture des marais, creusement de fossés, constructions hydrauliques. Les formes actuelles du paysage fluvial sont des héritages, des palimpsestes, où chaque génération a laissé sa marque.

Il n’existe donc pas de "nature originelle" vers laquelle il serait possible de revenir. Toute rivière est déjà une production sociale et historique. L’idée de « restaurer » une rivière pose alors problème : quel état choisir ? Celui de l’époque préindustrielle ? Du Moyen Âge ? De l’après-guerre ? Les choix de référence ne sont jamais neutres : ils traduisent des arbitrages, des représentations, des valeurs.

Des biodiversités comme constructions historiques

Cette relecture historique a aussi des conséquences sur la manière dont on pense la biodiversité. Les peuplements piscicoles, par exemple, ne sont pas stables dans le temps. Ils ont été profondément modifiés par les changements d’usage, les pollutions, les introductions d’espèces, les modifications d’habitats, les pratiques alimentaires. L’histoire des pêches montre que les poissons consommés par les populations ont évolué bien avant l’ère industrielle.

Dans de nombreuses régions, les ouvrages hydrauliques ont créé des milieux favorables à des espèces inféodées aux eaux calmes, aux herbiers, aux zones de rétention. Leur suppression brutale au nom d’un idéal de libre circulation peut alors produire des effets pervers : disparition d’habitats secondaires, appauvrissement de la diversité locale, déséquilibre entre espèces dominantes et espèces rares.

Redécouvrir la rivière à travers ses patrimoines multiples

Ce changement de regard réhabilite aussi tout un pan de notre patrimoine : moulins, biefs, étangs, canaux, chaussées, forges, anciens réservoirs, fontaines, etc. Ces éléments ne sont pas de simples ruines techniques ou des obstacles à la continuité écologique. Ils racontent une histoire collective, celle des usages de l’eau, de l’énergie hydraulique, de l’économie rurale, des savoir-faire locaux. Ils participent à l’identité des lieux, à leur mémoire, à leur attractivité.

Reconnaître leur valeur, ce n’est pas nier les enjeux écologiques : c’est au contraire les replacer dans un cadre plus juste, plus complet, plus durable. Le patrimoine hydraulique est aussi un patrimoine écologique, dès lors qu’il est bien géré, entretenu, et intégré dans des dynamiques locales.

Vers une écologie de l’Anthropocène

Ces avancées scientifiques s’inscrivent dans une évolution plus large : celle des sciences de l’Anthropocène. Dans ce cadre, on cesse d’opposer nature et culture. On comprend que les milieux vivants sont co-produits par les sociétés humaines et les dynamiques naturelles. Les rivières n’échappent pas à cette logique. Elles sont le reflet de décisions passées, d’usages, de conflits, d’innovations.

Penser leur avenir suppose donc de ne pas les « effacer » pour retrouver un état supposé vierge, mais au contraire de comprendre leur trajectoire, leur complexité, et d’accepter qu’il n’existe pas d’état zéro de la nature. La gestion écologique ne peut être déconnectée de l’histoire, du droit, des usages, des mémoires et des attachements.

Une invitation à réviser nos politiques

Ce changement de regard invite à revoir en profondeur certaines orientations publiques. Il ne s’agit plus simplement de choisir de manière binaire entre conservation et exploitation, entre libre circulation ou fragmentation, entre nature ou culture. Il s’agit de développer des politiques sensibles à la pluralité des enjeux, à la richesse des héritages, à la complexité des équilibres, à la diversité des formes de vie humaine et non humaine autour de l’eau.

C’est cette voie qu’ouvrent les recherches en histoire et archéologie de l’environnement. En croisant sciences humaines et écologie, savoirs scientifiques et expériences locales, passé et futur, nous pouvons élaborer une gestion plus juste, plus intelligible et plus soutenable de nos milieux aquatiques.

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Typologie des seuils et petits barrages en rivières : histoire, usages et formes

Partout en France et en Europe, les rivières portent les traces d’une longue cohabitation entre les sociétés humaines et les milieux aquatiques. Parmi ces traces, les seuils en rivières – ouvrages de faible hauteur construits en travers du lit – forment une catégorie aussi discrète qu’essentielle. Destinés à rehausser localement la ligne d’eau, ils ont servi au fil des siècles à faire tourner des moulins, irriguer des cultures, stabiliser des lits, protéger le génie civil, agrémenter le patrimoine ou encore créer des chutes pour l’hydroélectricité. Tour d'horizon de la diversité de ces ouvrages encore trop peu étudiés par la recherche scientifique.

L’aménagement des rivières par l’homme s’inscrit dans une histoire très ancienne. Dès que les sociétés humaines se sédentarisent, elles développent des techniques pour canaliser, détourner ou réguler l’eau, dans un objectif de subsistance ou de protection. C’est ce qu’on appelle l’hydraulique, c’est-à-dire l’ensemble des aménagements destinés à maîtriser les écoulements d’eau. Cette pratique émerge dès les premières implantations permanentes autour des villages et zones cultivées. Il est à noter qu’avant les humains, les castors (américains ou eurasiatiques) ont construit des petits barrages dans de très nombreux bassins versants de l’hémisphère nord, sur les ruisseaux, rivières et petits fleuves.

Usages historiques des seuils

Parmi les dispositifs hydrauliques les plus précoces (avec  les fossés, rigoles, gués et puits), on trouve des structures formant des seuils en rivière, c’est-à-dire petits barrages transversaux, plus ou moins perpendiculaires au courant. Les plus anciens documentés semblent  les « fishweirs » (seuils à poissons) : sortes de barrages rudimentaires en bois ou en pierre, souvent disposés en travers de petits fleuves dans la zone proche des estuaires, destinés à piéger ou canaliser les poissons. La littérature archéologique fait remonter ces installations à des périodes aussi anciennes que le Paléolithique, dans le cadre de la rationalisation de la pêche vivrière. L’agriculture va quant à elle s’accompagner de la création de rigoles de canalisation reliées à des bassines de retenues. 

À partir de l’invention des moulins dans l’Antiquité, les seuils en rivière se multiplient en lien avec le développement de cet usage énergétique. Leur essor est favorisé au Moyen Age par la colonisation humaine des bassins et la croissance démographique dans des territoires mêmes reculés. Elle est organisée par le système féodal et les banalités, qui imposent aux paysans d’utiliser le moulin du seigneur, ainsi que par les exemples réussis de l’hydraulique monastique, notamment cistercienne. Ces ouvrages deviennent omniprésents, et leur implantation donne souvent naissance à des biefs (canaux d’amenée, de fuite, de déversement du surplus), et è toute une infrastructure hydraulique locale, de villages en villages comme au sein des villes. À côté des moulins à grain, d’autres usages apparaissent : foulons, scieries, tanneries, forges, etc. 

La forte expansion du moulin tient à ce qu’il forme le premier automate mu par des forces uniquement mécaniques et capable de s’ajuster à toutes sortes de travaux – pas simplement la mouture et préparation des farines. Les ouvrages hydrauliques eux-mêmes reçoivent des noms divers : « seuil » est un nom moderne pour le petit barrage, les archives parlent de chaussée, déversoir, digue, barrage, écluse, pelle, etc. selon les types d’ouvrages et les usages locaux.

L’énergie n’est pas le seul motif de création de petits barrages en rivière. Les seuils sont également utilisés pour l’alimentation (étang piscicole sur lit mineur ou alimentés par lit mineur),  pour améliorer l’irrigation (par inondation contrôlée des prairies), pour alimenter les canaux de navigation, pour favoriser le flottage du bois (retenues de création de courant poussant les bûches) ou pour assurer un niveau d’eau constant dans les zones urbaines et les fortifications. La forme et la structure de ces seuils varient selon les périodes, les matériaux disponibles et les objectifs locaux. Dans les rivières à faible pente, ils sont souvent larges et inclinés ; dans les zones de montagne, ils peuvent être plus compacts et à pente abrupte.

Usages contemporains des seuils

Au fil du XXe siècle, certains  usages traditionnels déclinent (moulins, irrigation gravitaire, piscicultures), mais de nombreux seuils restent en place, parfois détournés de leur usage initial. Les 30 glorieuses, en démocratisant les travaux publics et l’usage du béton, favorisent des créations parfois anarchiques de petits seuils de confortement local de berge, ou la modernisation pas toujours heureuse de seuils anciens en enrochements. 

On observe aujourd’hui une diversité d’usages contemporains :

• Hydroélectricité : certains anciens seuils sont réactivés ou équipés pour produire de l’énergie renouvelable à petite échelle ;
• Pisciculture : l’alimentation des bassins se fait souvent par dérivation depuis un seuil ;
• Maintien de la lame d’eau : dans les rivières recalibrées, les seuils permettent de conserver un niveau d’eau suffisant en période d’étiage, pour des raisons écologiques, paysagères ou récréatives ;
• Stabilisation morphologique : les seuils peuvent freiner l’érosion du lit, stabiliser un profil en long ou empêcher une incision progressive du lit mineur ;
• Soutien de nappe ou alimentation en eau potable par effet de surhausse localisée de la ligne d’eau ;
• Loisirs : retenues aménagées pour la baignade, la pêche, ou la pratique du canoë ;
• Patrimoines : héritage des seuils qui servent toujours à maintenir en eau des éléments paysagers, productifs ou défensifs associés à un patrimoine historique classé (châteaux, abbayes, jardins, etc.)
• Protection d’ouvrages de génie civil : certains seuils sont placés en aval de ponts ou de bâtiments afin de maintenir un niveau d’eau minimal (éviter la rétractation d’argiles sensibles au dessèchement, ou la dégradation de pieux en bois dans les fondations anciennes).
• Conservation écologique ; des seuils alimentant des systèmes hydrauliques anciens et s'étant "renaturés" au fil du temps sont parfois entretenus à fin de conservation de la biodiversité qui s'est installée.

Typologie des seuils : formes et principes techniques

La diversité des seuils s’explique par une combinaison de facteurs fonctionnels, morphologiques et historiques. On peut classer les seuils selon deux grands axes (voir les références Malavoi 2003, Degoutte 2002, 2012) :

• d’une part, leur inscription dans un système hydraulique (avec ou sans dérivation, usage énergétique ou non) ;
• d’autre part, leur structure physique et leur mode de fonctionnement (fixe, mobile, mixte, en enrochements, etc.).

Typologie selon le système hydraulique

• Seuils au fil de l’eau

Le seuil est directement implanté dans le lit mineur, sans dérivation latérale. Il est accolé à un moulin, à une prise d’eau ou à un point de mesure, et modifie localement la ligne d’eau sans altérer le tracé du cours d’eau et la répartition de son débit.

• Seuils avec dérivation courte

Ces seuils sont associés à un canal ou bief de faible longueur, souvent quelques dizaines à quelques centaines de mètres. L’eau est captée par une prise latérale juste en amont du seuil. L’impact sur le débit du cours d’eau reste limité et l’usage visé peut être agricole, industriel ou énergétique.

• Seuils avec dérivation longue

Ces seuils permettent de créer une chute importante en éloignant l’ouvrage principal (usine, moulin) du seuil d’alimentation. Le bief ou canal de dérivation peut mesurer plusieurs kilomètres. Il est parfois remplacé par une conduite forcée en région montagneuse peu propices au terrassement des canaux (contrairement aux plaines). Ce système est particulièrement adapté à la production d’hydroélectricité. Certains seuils servent à organiser la répartition d’un débit venant de rivière en plusieurs bras servant des usages divers : par exemple, réseaux de canaux d’irrigation (béalières), alimentation des douves, étangs et perspectives des châteaux, systèmes hydrauliques monastiques, etc.

Typologie selon la nature et la structure du seuil

• Seuils fixes

Ce sont les formes les plus courantes historiquement. Construits en maçonnerie, béton, enrochements ou gabions, ces seuils sont conçus pour être stables dans le temps, avec peu ou pas de réglage possible. Leur profil peut être plus ou moins incliné, ou parfois en gradins pour faciliter la dissipation d’énergie. Ils sont adaptés aux milieux à forte énergie ou à fort transport solide, et leur conception dépend fortement des savoir-faire locaux (fondations, ancrages, revêtement de parement). Les ouvrage anciens ayant le mieux résisté au temps sont souvent formés de ces enrochements avec faible pente (tangente au courant) et souvent un abaissement de la ligne de crête vers une berge (favorisant le transport solide en surface ou le passage de certaines espèces).

Il faut aussi signaler des seuils venant du génie écologique :

• les  rampes rustiques, structures souvent aménagées dans une logique de renaturation ou de franchissement piscicole. Constitués de blocs de pierre disposés en pente douce, parfois avec paliers ou micro-cascades, ils s’intègrent bien dans les milieux naturels. Leur forme plus diffuse favorise le passage de la faune aquatique, mais leur stabilité dépend de la granulométrie, du verrouillage des blocs et du débit de crue ;
• les analogues de barrage de castor, en bois, visant à copier ce que font les rongeurs aquatiques afin d’obtenir des rehausses locales de niveaux, des inondations de berges et une biodiversité tenant à des types morphologiques alternant zone lentique et zone lotique.

• Seuils mobiles

Ces seuils permettent de moduler la lame d’eau grâce à des dispositifs mécaniques ou hydrauliques de vannes. Ils offrent une souplesse d’usage mais exigent plus d’entretien. Plusieurs systèmes existent :

• Vannes : plaques verticales ou inclinées, levées ou abaissées manuellement ou mécaniquement ;
• Clapets : dispositifs basculants sur un axe, souvent motorisés, qui permettent un réglage fin du débit ;
• Aiguilles : planches de bois étroites placées à la main entre deux glissières ou crémaillères, typiques des anciens barrages de navigation ou d’irrigation ;
• Boudins gonflables : structures souples en caoutchouc ou PVC, gonflées à l’air ou à l’eau, commandées à distance.

• Seuils mixtes

De nombreux seuils associent une partie fixe (seuil de base) à un ou plusieurs organes mobiles de régulation. Ces combinaisons permettent de répartir les fonctions : garantir la stabilité du lit tout en permettant l’évacuation des crues ou le réglage fin du débit.

Une histoire technique encore peu étudiée

La conception technique des seuils a également évolué au fil des siècles, selon les matériaux disponibles, les savoir-faire locaux, les contraintes de site, et les fonctions attendues de l’ouvrage. Les seuils les plus anciens ont probablement été réalisés en bois, sous forme de pieux ou de branches entrelacées, ou bien par simple amas de pierres stabilisant localement la ligne d’eau. Progressivement, la maîtrise des fondations s’est améliorée, avec l’apparition de seuils maçonnés en pierre ou en béton, puis, plus tardivement, de dispositifs mobiles tels que les vannes, les aiguilles, les clapets...

Cette évolution n’est pas uniforme : elle dépend des dimensions du cours d’eau, mais aussi du contexte régional, de la nature des sols et des berges, des matériaux disponibles (type de pierre, résistance au gel, accessibilité des ressources) ou des traditions de construction locale. Aussi des conditions économiques, car seules les activités et les zones les plus prospères pouvaient moderniser les ouvrages, dans le cas notamment des moulins et forges au 19e siècle. 

Malgré l’ancienneté, la diversité et la persistance de ces ouvrages, le domaine reste peu exploré par la recherche scientifique. Les seuils sont souvent abordés uniquement comme obstacles à l’écoulement, caractérisés sommairement (au mieux) par leur hauteur, largeur et longueur de remous (retenue), sans prise en compte de leur fonction historique, de leur intégration au système hydraulique local, ni même de leur effet réel sur la dynamique fluviale et le biotope.

Plusieurs dimensions restent ainsi peu connues :

• Temporalité : à quelle période ont été construits les seuils encore visibles aujourd’hui ? combien ont disparu ? quelles étaient les densités de seuils jadis ?
• Eco-hydraulique : comment les différents types de seuils influencent-ils la ligne d’eau, les vitesses d’écoulement, la température, le transfert de sédiments, la circulation piscicole, la faune et la flore de l’eau et des rives, la recharge des aquifères et nappes ?
• Typologie patrimoniale : quels matériaux, quels agencements, quels dispositifs spécifiques selon les contextes géographiques ?

Ces lacunes sont d’autant plus problématiques que ces ouvrages restent très présents dans le paysage fluvial français, qu’ils soient encore en service, en maintien sans usage productif ou parfois en voie vers la ruine. 

Mieux les connaître, c’est mieux décider de leur gestion future, entre valorisation patrimoniale, réaffectation, entretien – ou démantèlement raisonné, en cas de nuisance riveraine par exemple. C’est aussi éviter des généralités abusives voire trompeuses : la typologie précise des ouvrages hydrauliques rapportée à leur usage et à leur contexte hydro-écologique est nécessaire pour une gestion informée des bassins versants. 

Références citées

Degoutte, G. ed (2002). Petits barrages. 2e édition. Lyon : Cemagref.

Malavoi, J.-R. (2003). Stratégie d’intervention de l’Agence de l’Eau sur les seuils en rivière. Lyon : Agence de l’Eau Rhône-Méditerranée & Corse.

Degoutte, G. (2012). Diagnostic, aménagement et gestion des rivières. 2e édition. Paris : Éditions Eyrolles.

Un ingénieur des Ponts et Chaussées ayant compris l’intérêt des retenues d’eau (Belgrand 1846)

En 1846, M. Belgrand, ingénieur des Ponts et Chaussées, publie une étude détaillée de l’infiltration et de l’écoulement des eaux pluviales dans les terrains granitiques et jurassiques du bassin supérieur de la Seine. Il note l’intérêt des étangs et retenues de moulins pour réguler le débit des rivières en période de crue ou de sécheresse, déplorant que l’administration de son époque soit (déjà) frileuse quand il s’agit de créer de tels aménagements. Qu’aurait dit M. Belgrand s’il avait assisté à l'actuelle et aberrante politique de destruction massive des retenues humaines, cela alors même que le changement climatique devrait renforcer notre vigilance sur la régulation de l’eau  ? 

L’ objectif de l’auteur est d’établir le degré de perméabilité des formations géologiques du bassin de Seine amont et leurs effets sur le régime des cours d’eau, la conception des ouvrages hydrauliques et l’aménagement des vallées. Il s’oppose aux méthodes alors utilisées par certains ingénieurs et plaide pour une approche fondée sur des observations rigoureuses.

Belgrand distingue trois grands groupes de terrains selon leur perméabilité :

• Les granites et le lias sont globalement imperméables, entraînant un ruissellement rapide des eaux de pluie. Les crues sont intenses, et les cours d’eau sont bien alimentés en période humide, mais connaissent de fortes variations saisonnières.
• Les terrains oolithiques inférieurs (calcaire à entroques, grande oolithe, forest marble) sont très perméables. L’eau s’infiltre massivement et n’atteint presque pas le réseau hydrographique en surface, ce qui provoque la disparition estivale de ruisseaux et rivières.
• L’Oxford-clay présente une perméabilité intermédiaire : l’eau s’infiltre partiellement, et l’alimentation des rivières dépend des caractéristiques locales des formations argileuses.

Il note que ces différences ont des implications majeures sur le tracé et l’alimentation des canaux de navigation, la gestion des crues et l’irrigation, l’urbanisme et les ouvrages d’art, avec nécessité d'approches adaptées aux caractéristiques hydrologiques locales.

Belgrand recommande plusieurs mesures pour améliorer la gestion des eaux :

• Construire des réservoirs et des barrages dans les terrains imperméables (granite, lias) pour retenir les eaux de crue et mieux répartir les débits.
• Éviter les canaux sur terrains oolithiques où l’eau s’infiltre trop rapidement.
• Privilégier les prairies naturelles plutôt que le reboisement (jugé peu efficace) dans le lias pour stabiliser les sols et limiter les pertes par évaporation.
• Maintenir ou restaurer les étangs et retenues d’eau dans le Morvan, qui jouent un rôle clé dans la régulation hydrologique.

Extrait : 

« Autrefois les petites vallées granitiques du Morvan étaient toutes preservee5 par une multitude d’étangs où les crues venaient s’emmagasiner ; dans la partie supérieure des vallées ; où le terrain a peu de valeur, il existe encore un grand nombre de ces étangs.

Les plus importants servent presque toujours de biefs à des moulins qui marchent d’une manière continue pendant les sécheresses, et alimentent ainsi les petits cours d’eau situés en Aval qui, sans cela, seraient promptement mis à sec; mais, depuis quelques années, la conversion des étangs en prairies a pris beaucoup d’extension, et on en a desséché un grand nombre.

C'est là un grand mal bien autrement désastreux que le déboisement et qu’il faudrait arrêter promptement, en donnant à l’administration les pouvoirs nécessaires (note).

Il faudrait aussi encourager le rétablissement des anciens étangs, dont les digues existent toutes encore, et la création de nouvelles retenues , surtout en amont de riches prairies. C’est la seule méthode certaine de régulariser les petits cours d’eau dans les terrains granitiques.

Mais dans le lias et les marnes supra-liasiques , sans doute par suite du prix élevé des terrains, il existe peu d’étangs, et il ne serait pas prudent d’en établir un grand nombre, en raison de la grande quantité de vase qui s’y rassemblerait et de l’insalubrité qui pourrait en résulter pour le pays (voir la note L).

Cependant ces terrains, par cela même qu’ils sont très fertiles, ont besoin plus que les autres d’un préservatif. Combien n’y voit-on pas de riches prairies qu’un faible ruisseau couvre tous les deux ou trois ans , au moment des récoltes , d’un torrent d’eau et de boue! Le moyen d’arrêter ce fléau serait bien simple. Il suffirait en effet de construire en amont de la prairie une digue d’étang avec des moyens de décharge tels que dans les saisons où les crues n’ont aucun inconvénient, l’eau s’écoulât sans difficultés et sans former d'amas; mais au printemps et jusqu’au moment des récoltes , toutes les issues seraient fermées, à l’exception d’une vanne de fond assez grande pour laisser échapper les eaux ordinaires , mais insuffisante pour l’écoulement des crues dès qu’elles deviendraient dangereuses. On perdrait sans doute les récoltes sur une certaine étendue en amonts mais en établissant la digue avec intelligence, cette perte serait infiniment moindre que celle d’aval qui aurait eu lieu sans cela.

Dans l’état actuel de notre législation sur les cours d’eau, la réalisation des améliorations que je signale serait sans doute bien difficile et rencontrerait de nombreux obstacles même de la part des propriétaires intéressés. .

Chacun reconnaît aujourd’hui l’insuffisance et les inconvénients de cette législation , et nous ne voyons pas pourquoi, lorsque par une étude consciencieuse , des enquêtes, etc., on aurait reconnu qu’un ruisseau dangereux peut être maîtrisé par l’établissement de deux ou trois barrages, on ne pourrait pas forcer par un règlement d'administration publique, les propriétaires intéressés à faire les dépenses d’établissement de digues et les acquisitions de terrains nécessaires, dût-on recourir à l’expropriation.

(note) Il est vraiment singulier que l'administration qui, avec raison, empêche l'établissement d'une retenue d'eau lorsqu’elle peut nuire au moindre des riverains , ne puisse s'opposer à la destruction d'un étang ; qui, dans certains cas, préserve les récoltes d'immenses prairies, d'une ruine certaine.  »

Source : Conseil général des Ponts et Chaussées (1846), Annales des Ponts et Chaussées. Mémoires et documents relatifs à l'art des constructions et au service de l'ingénieur. N°153, « Études hydrologiques dans les granites et les terrains jurassiques formant la zone supérieure du bassin de la Seine », par M. Belgrand, ingénieur des ponts et chaussées.

Référence Gallica, notice 

Le déclin des zones humides depuis 1700 (Fluet-Chouinard et al 2023)

Une nouvelle étude scientifique estime à 21% la surface mondiale de zones humides ayant disparu depuis 1700. Cette estimation est revue à la baisse, mais la recherche confirme que l'Europe fait partie des régions où les pertes sont les plus importantes, dépassant les trois-quarts de la surface humide ayant été asséchés en France par exemple.

Marais et marécages, prairies et forêts régulièrement inondées, tourbières... depuis des millénaires, les zones humides ont été considérées comme des «terres improductives» ayant vocation à être valorisées pour l'agriculture et l'urbanisation. Le drainage des sols gorgés d'eau a produit certaines des terres agricoles les plus fertiles de la planète. Il a aussi servi pour empêcher la salinisation ou la paludification du sol, contrôler les maladies à transmission vectorielle, extraire la tourbe comme énergie ou les amendements pour le sol. Les zones humides figurent de ce fait parmi dans les écosystèmes les plus menacés au monde. Leur conservation est reconnue comme priorité internationale depuis la Convention de Ramsar (1971), et elle a été réaffirmée dans les objectifs de développement durable des Nations Unies. 

Toutefois, les estimations globales (planétaire) des pertes de zones humides sont encore imprécises. Etienne Fluet-Chouinard et ses 20 collègues viennent de se livrer à cet exercice d'inventaire sur trois siècles, à partir des archives disponibles. Leur travail est publié dans Nature. 

Voici le résumé de cette recherche :

"Les zones humides ont longtemps été drainées pour l'utilisation humaine, affectant ainsi fortement les flux de gaz à effet de serre, le contrôle des inondations, le cycle des nutriments et la biodiversité. Néanmoins, l'étendue mondiale de la perte de zones humides naturelles reste remarquablement incertaine. Ici, nous reconstruisons la distribution spatiale et le moment de la perte de zones humides par la conversion en sept utilisations humaines des terres entre 1700 et 2020, en combinant des enregistrements nationaux et infranationaux de drainage et de conversion avec des cartes d'utilisation des terres et des étendues de zones humides simulées. Nous estimons que 3,4 millions de km2 (intervalle de confiance 2,9–3,8) de zones humides intérieures ont été perdues depuis 1700, principalement pour être converties en terres cultivées. Cette perte nette de 21 % (intervalle de confiance de 16 à 23 %) de la superficie mondiale des zones humides est inférieure à celle suggérée précédemment par des extrapolations de données disproportionnées à partir de régions à forte perte. La perte de zones humides s'est concentrée en Europe, aux États-Unis et en Chine et s'est rapidement étendue au milieu du XXe siècle. Notre reconstruction élucide le moment et les moteurs de l'utilisation des terres des pertes mondiales de zones humides, fournissant une base historique améliorée pour guider l'évaluation de l'impact de la perte de zones humides sur les processus du système terrestre, la planification de la conservation pour protéger les zones humides restantes et la hiérarchisation des sites pour la restauration des zones humides."

Cette illustration montre l'évolution historique et géographique des pertes de zone humide (cliquer pour agrandir). On note la forte accélération au 20e siècle. 

L'estimation des pertes de zones humides dans ce nouveau travail est plus faible que les chiffres (très disparates) circulant dans la littérature scientifique ou experte, chiffres qui allaient de 28% à 87%. C'est plutôt une bonne nouvelle à échelle globale. En revanche, à échelle régionale, l'étude confirme que l'Europe a massivement fait disparaître ces milieux. 

Le graphique ci-dessus montre la comparaison entre les reconstructions moyennes régionales (axe des x) et la reconstruction du nouveau travail (axe des y). On y voit que la France aurait perdu entre les deux-tiers (travaux antérieurs) et les quatre-cinquièmes (présent travail) de ses zones humides. 

Discussion

Les zones humides jouent des rôles importants pour réguler l'eau et elles forment des réservoirs de biodiversité. Ces milieux ont souvent été négligés dans les politiques de conservation ou de restauration au profit des fleuves, rivières et estuaires. Pire encore, on a vu en France la reprise de la vieille politique d'assèchement des eaux stagnantes à travers le choix de "continuité écologique" donnant une importance disproportionnée aux milieux et espèces d'eaux vives, arbitrant pour des assèchements de zones humides d'origine anthropiques qui avaient souvent remplacé les zones humides naturelles.  Il faut souhaiter une modification rapide de ces choix et une ré-allocation de l'argent public de la restauration écologique, d'autant que la pression du réchauffement climatique sur la ressource indique la nécessité de mieux retenir l'eau dans les milieux propices à cette rétention. 

Référence : Fluet-Chouinard E et al (2023), Extensive global wetland loss over the past three centuries, Nature, 614, 7947, 281-286

Comment les grands barrages ont bloqué l’accès des deux-tiers des rivières européennes aux poissons migrateurs (Duarte et al 2021)

Si les barrages des moulins, forges et autres sites de l’hydraulique traditionnelle ont été partiellement franchissables aux poissons migrateurs en phase de montaison, il n’en va pas de même pour les grands barrages massivement construits au 20e siècle. Une publication de chercheurs analyse pour la première fois l’évolution spatiale et temporelle de la discontinuité fluviale par grands barrages sur le réseau hydrographique européen. Elle conclut qu’en l’espace de 60 ans, les deux-tiers de ce réseau ont été bloqués. Dans la mesure où les barrages voient leur importance plutôt renforcée en situation de réchauffement climatique et de transition énergétique, cela pose question sur les objectifs des politiques européennes de restauration et leur niveau de réalisme.

Les grands bassins européens analysés par Duarte et al 2021, art cit, classés selon leur exutoire maritime. 

Les rivières sont fragmentées de longue date par des barrages de toutes dimensions. Cela pose problème en particulier au comportement migratoire de certaines espèces de poissons diadromes (par exemple saumon, anguille), dont le cycle de vie passe d’une phase océanique à une phase continentale ou inversement, avec besoin de nager sur de grandes distances. Mais on manque de donnée concernant la dynamique spatiale et temporelle de la construction des barrages en lien à la connectivité, en particulier ceux de grandes dimensions qui bloquent totalement le franchissement des poissons. Dans quelle mesure la construction de ces grands barrages a-t-elle altéré la connectivité longitudinale des réseaux fluviaux européens? Comment le phénomène a-t-il évolué en Europe tout au long du XXe siècle? 

Gonçalo Duarte et ses collègues ont analysé l’histoire des barrages et leur  implantation spatiale dans le grands bassins fluviaux pour répondre à ces questions. Un grand barrage est défini comme un ouvrage mesurant plus de 15 m de sa fondation à sa crête, ou mesurant de 5 à 15 m mais stockant plus de 3 millions de m3 d'eau. Voici le résumé de leur travail :

« La connectivité longitudinale du fleuve est cruciale pour que les espèces de poissons diadromes se reproduisent et grandissent, sa fragmentation par de grands barrages pouvant empêcher ces espèces d'assurer leur cycle de vie. Ce travail vise à évaluer l'impact des grands barrages sur la connectivité longitudinale structurelle à l'échelle européenne, du point de vue des espèces de poissons diadromes, depuis le début du 20e siècle jusqu'au début du 21e siècle. 

Sur la base des emplacements des grands barrages et de l'année d'achèvement, une multitude de paramètres de dégradation des rivières ont été calculés à trois échelles spatiales, pour six régions océaniques européennes et douze périodes. Le nombre de bassins touchés par les grands barrages est globalement faible (0,4 %), mais pour les grands bassins fluviaux, qui couvrent 78 % de la superficie de l'Europe, 69,5 % de tous les bassins, 55,4 % des sous-bassins et 68,4 % de la longueur du fleuve sont altérés. La dégradation de la connectivité du réseau fluvial est devenue de plus en plus importante au cours de la seconde moitié du 20e siècle et est aujourd'hui spatialement répandue dans toute l'Europe. À l'exception de l'Atlantique Nord, toutes les régions océaniques ont plus de 50 % de la longueur des rivières touchées. Si l'on considère les grands bassins fluviaux, les régions de la Méditerranée (95,2 %) et de l'Atlantique Ouest (84,6 %) sont les plus touchées, tandis que les régions Mer Noire (92,1 %) et Caspienne (96,0 %) se distinguent comme celles dont la longueur fluviale est la plus compromise. 

En 60 ans, l'Europe est passée d'une altération réduite à plus des deux tiers de ses grands fleuves avec des problèmes structurels de connectivité dus aux grands barrages. Le nombre de ces barrières a considérablement augmenté dans la seconde moitié du 20e siècle, en particulier les barrages majeurs à distance décroissante de l'embouchure de la rivière. Actuellement, la connectivité longitudinale structurelle des réseaux fluviaux européens est gravement touchée. Cela concerne toutes les régions considérées, et celles du sud de l'Europe seront confrontées à des défis encore plus importants, étant donné qu'il s'agira d'un futur point chaud pour le développement de l'hydroélectricité et, de manière prévisible, d'une zone plus affectée par le changement climatique. »

Ces graphiques montrent l’évolution de la détérioration de la connectivité structurelle des fleuves européens décennie par décennie depuis la fin du 19e siècle jusqu'au début du 21e siècle. Graphique A, le nombre de grands barrages et la distance moyenne à l'embouchure du bassin pour les barrages principaux (# Mst Dams ; avg_dist_mouth_Mst) et les barrages présents dans les affluents (# Tb dams ; avg_dist_mouth_Tb) tout au long des intervalles de temps considérés. Graphique B, analyse à l'échelle du segment en utilisant trois métriques, le pourcentage de longueur de rivière affectée par un, deux à quatre et cinq barrages ou plus dans le chemin vers le segment de l'embouchure du bassin (%S_aff_length_1, %S_aff_length2-4 et %S_aff_length5+) et à échelle de sous-bassin utilisant deux métriques (%SB_Taff et %SB_Taff). Graphique C, pourcentage de longueur de rivière (%S_aff_length-1, colonnes) altérée et pourcentage de grands bassins altérés (B_aff_Lr, lignes pointillées) dans six régions océaniques. (La France est située pour partie dans le bassin Ouest Atlantique en rouge, pour partie dans le bassin Méditerranée en  orange.)

Discussion

Cette étude permet de situer le poids relatif de la fragmentation des cours d’eau entre la grande hydraulique du 20e siècle et la petite hydraulique qui l’a précédée. On observe que l'impact de la première est nettement plus important que ne le fut celui de la seconde. Ce travail est à mettre en parallèle avec une précédente publication des chercheurs qui, analysant l’histoire de la régression de certains espèces migratrices de poissons (en France), trouvaient que le phénomène s’accélérait surtout au 20e siècle (Merg et al 2020). Il est aussi à lire en complément de la recherche récente montrant que les rivières européennes sont probablement fragmentées par 1,2 million de barrières de toute dimension (Belletti et al 2020).

Gonçalo Duarte et ses collègues assument dans leur publication un angle plutôt naturaliste, qui place la question de la conservation des poissons migrateurs comme principal élément de réflexion sur l’avenir des barrages. Toutefois, leur travail et d’autres permettent d’interroger le réalisme et la désirabilité de cet horizon d’interprétation.

Ces recherches posent en effet question sur le sens que l’on donne aujourd’hui à la politique de restauration de continuité longitudinale en Europe. Les barrages de diverses dimensions sont utiles à la société et ne vont pas disparaître, d’autant que le réchauffement climatique risque de renforcer leur demande en stockage d’eau ou production d’énergie bas-carbone (Kareiva et Caranzza 2017). Même s’il est possible de rendre en partie franchissables des ouvrages, les poissons migrateurs ne pourront probablement pas retrouver l’expansion qu’ils avaient à l’époque où les ouvrages étaient de petite dimension, encore moins à celle du début du Holocène avec des rivières n’ayant que des barrières  naturelles de type barrages de castors, embâcles, chutes, cascades ou torrents. D'autant que les fleuves et rivières ont aujourd'hui bien d'autres impacts, allant de la pollution chimique à la sécheresse hydrologique en passant par l'altération sédimentaire ou l'introduction d'espèces exotiques. Il faut noter que le cycle océanique des poissons diadromes est également perturbé, même si le sujet est moins bien connu étant donné les difficultés d'observation. 

La politique de restauration de continuité longitudinale a des coûts non négligeables. Elle soulève des oppositions sociales, politiques et judicaires quand elle prétend démolir les ouvrages, leurs usages et leurs services écosystémiques. La France a été pionnière dans ce domaine de restauration du fait du fort soutien apporté par l'Etat, mais elle est aussi pionnière dans le retour critique sur l'expérience : les poissons migrateurs ne justifient pas tout du point de vue des populations riveraines ; et la protection de la part endémique de la biodiversité est aussi obligée de composer avec d'autres enjeux des politiques d'intérêt général. Il paraîtrait sage de définir une écologie de conservation des espèces menacées qui se limite à des axes où la continuité est moindrement impactée et plus facile à restaurer. Mais sans espoir à court terme de rendre à nouveau parfaitement transparent à la migration un très vaste linéaire hydrographique. D'autant que le rythme du changement climatique en Europe, plus rapide qu'attendu selon certains chercheurs, est susceptible de redéfinir substantiellement les conditions d'efficacité et faisabilité de la conservation écologique des espèces aquatiques. 

Référence : Duarte G et al (2021), Damn those damn dams: Fluvial longitudinal connectivity impairment for European diadromous fish throughout the 20th century, Science of The Total Environment, 761, 143293

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Avec 1,2 million de barrières, les rivières européennes sont des écosystèmes massivement transformés par la société humaine (Belletti et al 2020)