Du tritium dans les rivières bourguignonnes et comtoises (Eyrolle et al 2018)

Un groupe de chercheurs vient de montrer que les rivières du bassin rhodanien contiennent du carbone 14 et du tritium "technogéniques", c'est-à-dire issus des activités humaines. En l'occurrence des centrales nucléaires, mais aussi des industries horlogères, qui usaient du tritium comme matière radioluminescente déposée sur les éléments de l'affichage horaire et permettant leur lecture dans l'obscurité. La Tille, l'Ognon, le Doubs, la Loue montrent des concentrations localement élevées. Pas d'affolement, car ces dépôts sédimentaires de faible activité ne semblent pas radiotoxiques au plan sanitaire pour l'homme. Mais cette contamination rappelle que nos rivières actuelles reflètent un lourd héritage industriel dont les effets retard sont loin d'être tous compris. Aussi qu'il vaut toujours mieux analyser des sédiments avant de les remobiliser dans le cas d'un effacement d'ouvrage, ce que les préfectures négligent bien trop souvent. 

Frédérique Eyrolle et ses collèges (IRSN, Université Rouen-Normandie) résument ainsi les principales découvertes issues de leurs travaux :

"Le tritium (3H) et le carbone 14 (14C) sont des radionucléides d'origine naturelle (cosmogénique) qui ont également été introduits dans l'environnement par l'homme depuis le milieu du siècle dernier. Ce ne sont donc pas seulement des composés qui ont été récemment libérés dans l'environnement et ils ne constituent pas une menace sanitaire reconnue en raison de leur faible radiotoxicité. Cependant, ils occupent une place importante parmi les préoccupations actuelles car ils sont déversés dans l'environnement par l'industrie nucléaire en grande quantité par rapport à d'autres radionucléides. Ces deux radionucléides intègrent en partie la matière organique au cours des processus métaboliques (c'est-à-dire la photosynthèse) conduisant à des formes organiquement liées que l'on peut trouver dans les sédiments. 

Les analyses du tritium organiquement lié (OBT) réalisées sur les sédiments du Rhône et de ses affluents indiquent un marquage tritium significatif et historique des particules sédimentaires tout au long du Rhône, ainsi que dans plusieurs affluents du nord, notamment l'Ognon et la Tille (affluents de la Saône), le Doubs et la Loue (affluent du Doubs) et la rivière Arve. Les niveaux enregistrés (de 10 à plus de 20 000 Bq/L) sont très probablement liés à la présence de particules tritiées synthétiques (tritium technogène), utilisées autrefois dans les ateliers d'horlogerie. Bien que les niveaux globaux de contamination diminuent du nord au sud dans le bassin versant du Rhône et s'estompent avec le temps, en raison notamment de la décroissance radioactive du tritium, cette source de contamination du tritium technogène dans les bassins versants du Rhône n'est pas négligeable. 

Les analyses de carbone 14 montrent que les sédiments du Rhône affichent généralement des niveaux de 14C proches des valeurs de référence atmosphériques (231 Bq·kg-1 de C en 2015) voire plus basses dans la plupart des cas, et présentent un marquage sporadique et faible près des installations nucléaires. Les niveaux bas du 14C dans les sédiments du Rhône sont très probablement liés aux contributions solides des affluents drainant des zones riches en matière organique fossile, donc dépourvues de 14C."

Cette carte donne le niveau de concentration du tritium organiquement lié dans le bassin rhodanien, où l'on observe notamment les plus fortes concentrations en tête de bassin bourguignonne et comtoise.

Extrait d'Eyrolle et al 2018, art cit, droit de courte citation

Et les auteurs concluent :

"Dans le Rhône, la présence de tritium sous forme organique de composés synthétiques (tritium technogène) comme le carbone organique fossile devrait modifier les taux d'assimilation du tritium et du carbone 14 dans la chaîne alimentaire. Les composés synthétiques et le carbone fossile sont peu biodégradables. Les voies d'introduction et les taux d'assimilation de ces deux composants pour les organismes aquatiques devraient différer de ceux associés classiquement à des formes organiquement liées aux matières organiques naturelles (pour le tritium) et à celles associées au carbone organique biosphérique (pour le 14C), ce qui augmente les conséquences potentielles sur les taux effectifs d'assimilation par la chaîne alimentaire. Une analyse plus détaillée de ces composés organiques, notamment ceux présents dans le bassin versant du Rhône, permettrait de mieux comprendre les processus de transfert du tritium et du 14C dans les différents composants environnementaux abiotiques et biologiques et l'estimation de l'étiquetage environnemental nucléaire dans les cours d'eau mondiaux."

Discussion
Même si les quantités concernées par le travail de Frédérique Eyrolle et de ses collègues ne représentent pas un risque aiguë de radiotoxicité, leur recherche rappelle la contamination diffuse des rivières à l'âge industriel, par toutes sortes de composés synthétiques issus des activités humaines. Cette tendance s'est renforcée à l'époque de la "grande accélération" (Steffe et al 2015), depuis les années 1950, dont les rivières actuelles sont les héritières. La meilleure compréhension de ces pollutions et contaminations est indispensable pour juger correctement des causes cumulées et enchevêtrées de dégradations biologiques observées sur certains cours d'eau, et faire les choix susceptibles de restaurer un bon niveau de biodiversité. Subsidiairement, cet héritage industriel est parfois oublié des gestionnaires actuels… mais pas des sédiments qui en gardent la mémoire! Quand des projets d'effacement de barrage avec remobilisation des sédiments sont planifiés, la vérification de leur composition chimique devrait être une stricte obligation posée par les préfectures. Ce point est trop souvent négligé, hélas (voir aussi Howard et al 2017).

Référence : Eyrolle F et al (2018), A brief history of origins and contents of Organically Bound Tritium (OBT) and 14C in the sediments of the Rhône watershed, Science of The Total Environment, 643, 1, 40–51

La France gère mal les pollutions par eaux pluviales

Le site Eaux glacées de Marc Laimé a révélé un rapport du CGEDD sur les eaux pluviales, que le ministère de la Transition écologique gardait sous le coude depuis un an. Et pour cause, le rapport pointe que la France est un élève très moyen de l'Europe en matière de gestion des eaux pluviales et de ruissellement, qui sont pourtant une source majeure de pollution des rivières, des plans d'eau et des nappes phréatiques. Le CGEDD appelle à des investissements sur cette question délaissée… mais avec quel argent, quand le budget des agences de l'eau est ponctionné pour combler le déficit de l'Etat ou dilapidé dans des mesures nuisibles comme la destruction des moulins, étangs, plans d'eau, et que les collectivités se plaignent de leur manque chronique de moyens? Une minorité de masses d'eau françaises est aujourd'hui en bon état écologique et chimique au sens des directives européennes : les gestionnaires publics doivent recentrer les budgets et les priorités sur les obligations réelles de notre pays. Extraits

Une part importante de la pollution n’est pas rejetée par les stations d’épuration mais en amont de celles-ci par temps de pluie
Les enjeux de la pollution urbaine, notamment pour la conformité aux directives européennes, se déplacent des eaux usées vers les eaux pluviales : c’est sur ces dernières qu’il faudra dans les prochaines années concentrer les efforts.

En effet, l’amélioration du traitement des eaux usées collectées par temps sec révèle maintenant l’importance des rejets de temps de pluie, y compris pour les paramètres les plus classiques de la pollution. La part principale de cet enjeu concerne les réseaux dits unitaires où eaux pluviales et eaux usées sont mélangées. Cependant, bien peu de réseaux séparatifs sont exempts d’entrées d’eaux usées : les rejets des réseaux «séparatifs pluviaux», du fait notamment de ces mélanges, doivent également être pris en considération.

Les eaux pluviales et de ruissellement sont par ailleurs les vecteurs d’une part prépondérante de certains micropolluants dont des substances dangereuses prioritaires pour lesquelles des échéances et des objectifs de réduction précis ont été fixés.

Ces rejets ne peuvent être quantifiés que par des mesures dites d’autosurveillance. Pour les débits et les fréquences de débordement, l’étude comparative réalisée par le bureau Milieu LTD pour le compte de la commission européenne présenté en annexe du diagnostic détaillé montre que la France n’était pas, en 2015, parmi les pays ou les régions les plus avancés dans ce domaine (Royaume-Uni, Danemark, Wallonie, Allemagne, Irlande, Pologne) et que des efforts significatifs restent à accomplir pour rejoindre ce peloton de tête. Les données sont encore plus insuffisantes pour les flux de polluants «classiques» (DBO, DCO) portés par ces déversements. Les informations restent extrêmement pauvres pour les substances dangereuses, notamment les métaux lourds et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).

Les directives européennes induisent implicitement des contraintes fortes sur les rejets de temps de pluie
La directive «eaux résiduaires urbaines» définit celles-ci comme «les eaux ménagères usées ou le mélange des eaux ménagères usées avec des eaux industrielles usées et/ou des eaux de ruissellement» et prévoit leur collecte et leur traitement jusqu’aux événements dits «exceptionnels». La performance globale des systèmes d’assainissement (raccordement, collecte, transport, déversements et traitement) incluant les déversements de temps de pluie, constitue désormais, avec la pollution agricole diffuse et la morphologie des cours d’eau, les principaux défis pour répondre aux objectifs européens.

La directive cadre sur l’eau (DCE) et directive-cadre plus récente sur la stratégie milieux marins 2008/56/CE (DCSMM) établissent des objectifs pour mettre fin à la détérioration de l’état des masses d’eau de l’Union européenne et parvenir au bon état ou au bon potentiel des rivières, lacs et eaux souterraines et des eaux marines.

Avec une première échéance en 2021, la DCE impose la réduction des rejets de substances dites substances dangereuses. Cela concerne en particulier les substances dangereuses prioritaires (SDP) qui sont persistantes, bioaccumulables et toxiques, et des substances de la liste 1 de la directive 2006/11/CE «concernant la pollution causée par certaines substances déversées dans le milieu aquatique de la Communauté» dont une part est transportée par les eaux pluviales.

La gestion des eaux pluviales est notamment concernée par les objectifs de réduction de certaines substances dangereuses et ceci dès l’échéance 2021 pour les HAP et, dans une moindre mesure, pour les produits phytosanitaires. C’est essentiellement une question de maîtrise de la pollution à la source et de restriction d’usage, auxquels les systèmes de gestion à la parcelle peuvent contribuer.

Comme c’est déjà le cas sur le littoral, l’affichage d’ambitions emblématiques de baignade en rivière (par exemple à l’occasion de la candidature de Paris pour accueillir les Jeux Olympiques en 2024) peut faire du respect de la directive baignade la contrainte européenne la plus prégnante pour les rejets d’eaux pluviales en rivière.

Atteindre le bon état écologique des masses d’eau suppose de réduire sensiblement l’ensemble des flux de pollutions déversées par temps de pluie.

Les risques de non-atteinte des objectifs sont mal cernés
C’est dans les dix dernières années à peine que les directives européennes sont apparues comme contraignantes pour le temps de pluie dans l’esprit de nombre de collectivités. Les enjeux liés aux objectifs de la DERU et de la DCE se sont alors superposés, entraînant une certaine confusion dans les esprits, notamment ceux des élus, sur la nature des enjeux propres à chacune. Les précisions techniques nécessaires n’ont été explicitées au plan national que récemment par une note technique en date du 7 septembre 2015.

Il n’existe pas aujourd’hui, au plan national, une analyse globale des risques de non-conformité, une fois assurée la conformité «station» ERU, au regard de ces deux enjeux qui vont dominer les dépenses à venir :
- conformité «systèmes d’assainissement» : assurer la performance de collecte et de traitement des ERU,
-conformité DCE : atteindre le bon état des masses d’eau concernées.

La mission a collecté les études disponibles, mais n’y a pas trouvé la réponse à la question : quels sont les investissements prioritaires à prévoir à court et moyen terme pour la mise aux normes correspondant au respect de la DERU et de la DCE ?

Lien vers le rapport complet sur le site Eaux glacées

Illustration : par Photones (CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons)

Facteurs de variation des invertébrés aquatiques en rivière: poids de la pollution et de la morphologie (Corneil et al 2018)

Une nouvelle étude menée sur plus de 1000 sites de mesure dans les rivières françaises confirme que l'indicateur de qualité fondé sur les invertébrés (I2M2) est davantage impacté par les facteurs de pollution physico-chimique de l'eau que les facteurs hydromorphologiques changeant les débits ou les habitats. Plus de la moitié de ces variations d'insectes n'est cependant pas expliquée par des causes anthropiques, du moins par celles sur lesquelles on dispose de données pour les mettre dans le modèle. Ainsi, l'effet des pesticides et autres micropolluants n'est toujours pas intégré à grande échelle faute d'information en quantité et qualité suffisantes. Ces travaux d'écologie quantitative rappellent la complexité des impacts. Et la nécessité de mener des analyses diagnostiques sur chaque bassin versant quand on définit un programme public visant à atteindre le bon état écologique et chimique au sens de la directive cadre européenne sur l'eau. Des politiques mal informées produisent des choix mal priorisés.

Dans ce travail que vient de publier la revue Hydrobiologia, Delphine Corneil et ses collègues ont utilisé les données de 1015 sites du réseau de surveillance français, avec des prélèvements réalisés au cours de la période 2008-2009. Les sites ont été répartis dans 22 hydro-écorégions et ont couvert toutes les tailles de rivières. Pour décrire les impacts sur les cours d'eau, 21 mesures ont été retenues, concernant à la fois l'usage des sols, la morphologie des lits et berges, la qualité de l'eau. Ces pressions agissent tantôt au niveau de sites et de tronçons (quelques centaines de mètres), tantôt à échelle du bassin versant.

L'indice multimétrique invertébrés (I2M2), mis au point pour la directive cadre européenne sur l'eau (DCE 2000), répond à 20 pressions physico-chimiques et 7 pressions hydromorphologiques. Il est fondé sur la comparaison avec des sites de référence jugés peu impactés par l'homme. Ses données d'échantillonnage sont à la fois structurelles (richesse et diversité taxonomiques) et comportementales (taux d'ovoviviparité et de polyvoltinisme dans l'assemblage d'invertébrés, sensibilité à la pollution par ASPT).

Un modèle statistique a été construit par les chercheurs en vue d'analyser et pondérer les différents facteurs susceptibles de faire varier l'I2M2.

Le tableau ci-dessous (cliquer pour agrandir) indique les facteurs ayant un effet significatif, avec leur coefficient de régression (première colonne gauche) et la variation de ces coefficients selon 13 types de rivière (types définis par une analyse statistique préalable permettant de grouper des clusters cohérents selon leur réponse aux impacts).

Poids des facteurs ayant un impact significatif sur l'I2M2 dans l'ensemble des cours d'eau, in Corneil et al 2018, art cit, droit de courte citation.

On observe notamment dans ce tableau que

• les facteurs à effet négatif sur le score I2M2 sont la densité de barrages, l'urbanisation, la rectification, l'érosion, les marqueurs de pollution (demande en oxygène DBO5, ammonium, nitrites, nitrates, phosphore total),
• les facteurs les plus impactants concernent la dégradation de la qualité de l'eau par les nutriments,
• la densité de barrages vient au même niveau que la rectification du lit,
• ce modèle n'explique toutefois que 45% de la variance des scores I2M2 (tous facteurs confondus).

Commentaire des auteurs : "Les valeurs I2M2 ont généralement été plus fortement altérées par les pressions physiques et chimiques (concentrations en éléments nutritifs et en matière organique) que par les altérations hydromorphologiques. Dans les cours d'eau de cette étude, les assemblages de macro-invertébrés semblent être plus sensibles aux facteurs de stress liés à l'eutrophisation (concentrations totales d'azote et de phosphore) qu'aux pressions hydromorphologiques agissant sur le débit et la diversité de l'habitat. Cette tendance n'était pas spécifique à une zone géographique donnée. Johnson et Hering (2009), Dahm et al (2013), et Villeneuve et al (2015) ont déjà observé une plus grande sensibilité des indices biotiques aux paramètres physiques et chimiques qu'à l'hydromorphologie, pour les assemblages de macro-invertébrés, de poissons et de diatomées."

Discussion
Ce travail confirme les résultats d'une précédente étude de la même équipe (Villeneuve et al 2015) et vient en complément d'un autre récemment publié, visant à comprendre de manière plus dynamique les interactions entre les impacts (Villeneuve et al 2018).

La densité de barrage a un poids négatif sur les scores I2M2. Les barrages créent des habitats lentiques de dimension importante, à fonds limoneux ou sablo-limoneux, qui sont habituellement absents des rivières (au moins à cette dimension). Comme l'I2M2 est fondé par construction (Mondy et al 2012) sur un calcul d'écart à une rivière "naturelle" (minimum de modification chimique ou morphologique liée à l'homme), un cours d'eau présentant davantage de retenues artificielles aura davantage de déviation de peuplement. Il serait intéressant d'avoir dans ce type de recherche les détails des scores internes de l'I2M2, pour comprendre plus en détail quels traits varient au sein du score selon l'impact concerné. Egalement d'avoir des descripteurs plus fin des barrages (hauteurs, débits dérivés) et des analyses d'éventuels effets de seuil concernant les taux d'étagement ou d'ennoiement. Certains bassins hyrographiques fondent aujourd'hui des choix d'investissement public sur des outils dont la base scientifique est faible, donc le résultat non garanti.

La domination des facteurs de pollution chimique dans la dégradation des macro-invertébrés est confirmée par ce travail après d'autres, et en forme la principale conclusion. Seuls les nutriments étaient pris en considération alors que plusieurs centaines de molécules susceptibles d'avoir des effets sur le vivant circulent dans les eaux (pesticides, médicaments, produits industriels et de consommation, etc.), certains chercheurs estimant que l'impact en est sous-estimé aujourd'hui (Stehle et Schulz 2015). Comme pour la densité de barrages, il serait utile d'avoir des analyses plus détaillées de la réponse des invertébrés aux polluants.

Référence : Corneil D et al (2018), Introducing nested spatial scales in multi-stress models: towards better assessment of human impacts on river ecosystems, Hydrobiologia, 806, 1, 347–361

Les poissons européens lourdement contaminés par les retardateurs de flamme (Eljarrata et Barceló 2018)

Les retardateurs de flamme bromés PBDE ont été partiellement interdits en Europe au début des années 2000 en raison de leur toxicité et de leur forte diffusion dans l'environnement. Deux chercheurs espagnols montrent que malgré cette interdiction, les poissons européens comme les poissons asiatiques ou nord-américains restent massivement contaminés aux PBDE, avec des accumulations dans l'organisme jusqu'à 10.000 fois supérieures aux normes de qualité environnementale. Les retardateurs de flamme ne sont qu'une famille parmi les dizaines de molécules polluantes considérées comme prioritaires par la directive-cadre européenne sur l'eau. Et une parmi les centaines circulant aujourd'hui dans les eaux. Ce travail rappelle le retard important pris dans l'analyse des effets des micro-polluants sur le vivant aquatique, alors que ces mêmes substances soulèvent des inquiétudes croissantes sur la santé humaine. 

Ethel Eljarrata et Damià Barceló (IDAEA-CSIC, Institut catalan de recherche sur l'eau) viennent de se pencher sur la question des pollutions par les retardateurs de flammes. Il s'agit d'un groupe de composés ajoutés ou appliqués aux matériaux (plastiques, meubles, véhicules, électronique) pour augmenter leur résistance au feu.

Les polybromodiphényléthers (PBDE), produits à trois degrés différents de bromation (Penta-BDE, Octa-BDE et Deca-BDE), sont parmi les molécules les plus largement utilisées. En raison de leur toxicité prouvée, les mélanges commerciaux de penta- et d'octa-BDE ont été interdits dans l'Union européenne (UE) et dans certains États américains depuis 2004, ainsi qu'au Canada à partir de 2006. En 2009, ils ont été désignés comme polluants organiques persistants (POP) et la Convention de Stockholm a décidé d'ajouter les mélanges commerciaux avec quatre, cinq, six et sept bromes à l'Annexe A, pour mettre fin à leur production et utilisation.

L'hexabromocyclododécane (HBCD) est un autre retardateur largement répandu, principalement utilisé dans les matériaux de construction d'isolation thermique, les textiles de rembourrage et l'électronique comme ignifuge. Le produit est composé de plusieurs isomères et ses propriétés physico-chimiques sont similaires à celles de certains PBDE. Certaines études indiquent un rôle possible du HBCD en tant que perturbateur endocrinien.

La directive-cadre sur l'eau 2000/60/CE a introduit un cadre juridique pour protéger l'environnement aquatique en Europe. Cette stratégie impliquait l'identification des substances prioritaires parmi celles qui présentent un risque important pour l'environnement aquatique. En 2001, une première liste de 33 substances ou groupes de substances prioritaires a été fixée au niveau de l'Union. Cette liste incluait déjà les PBDE. Elle a été récemment révisée en vertu de la directive 2013/39/UE (Commission européenne, 2013), avec 45 substances ou groupes de substances parmi lesquelles le HBCD est inclus. En outre, la directive 2008/105/UE, entrée en vigueur en janvier 2009, a défini des normes de qualité environnementale (NQE) pour ces substances prioritaires. Certaines substances très hydrophobes, comme les PBDE et le HBCD, s'accumulent dans le vivant et sont difficilement détectables dans l'eau, même en utilisant les techniques analytiques avancées. Pour ces substances, les NQE devraient être définies pour le biote.

Pour les PBDE, la NQE du biote a été fixée à 0,0085 ng/g ww (poids humide). Pour l'HBCD, la NQE biote a été fixée à 167 ng/g ww. Ces NQE devraient être prises en compte pour la première fois dans les plans de gestion des bassins hydrographiques couvrant la période 2015-2021 et devraient être respectées d'ici la fin de 2021.

Compte tenu de l'interdiction de la production des PBDE et HBCD, on s'attend à ce que leurs niveaux dans l'environnement diminuent au fil des ans. Afin d'évaluer la situation actuelle, la recherche documentaire des deux scientifiques a été limitée aux 5 dernières années (2012-2017). Ils ont trouvé 13 articles traitant des données PBDE dans 15 pays européens différents (Belgique, Bosnie-Herzégovine, Croatie, République tchèque, France, Allemagne, Grèce, Italie, Lettonie, Pologne, Serbie, Slovaquie, Espagne, Pays-Bas et Royaume-Uni), ainsi que 7 en Amérique du Nord, 8 en Asie (Chine et Corée) et 2 en Afrique (Afrique du Sud et Tanzanie). Une étude en Antarctique a également été publiée. Les études européennes ont analysé des échantillons de poissons collectés entre 2007 et 2015, à l'exception d'un seul travail sur des échantillons collectés entre 2000 et 2009. Une grande variété d'espèces est étudiée, parmi lesquelles les plus communes sont les carpes, les truites et les anguilles européennes.

Résultat: "Malgré l'interdiction des PBDE en Europe depuis 2004, ces polluants sont toujours présents dans pratiquement tous les poissons de rivière européens. À l'exception de quelques échantillons dans lesquels les PBDE n'ont pas été détectés, tous les autres échantillons de poisson ont clairement dépassé les NQE européennes. La même situation a été observée dans d'autres parties du monde, telles que l'Amérique du Nord, l'Asie et l'Afrique. Même les niveaux de PBDE trouvés dans une étude réalisée avec des poissons antarctiques ont dépassé les NQE européennes."

Le dépassement est très net : "Nous avons trouvé des données PBDE rapportées chez des poissons européens dépassant cent fois la NQE (0,85 ng/g poids humide) dans 5 études sur 16, dépassant mille fois la NQE (8,5 ng/g poids humide) dans 7 études sur 16, et dépassant dix mille fois la NQE (85 ng/g poids humide) dans 5 des 16 études. Des pourcentages similaires ont été observés pour l'Asie, mais la situation est plus critique dans le cas de l'Amérique du Nord où, dans 6 études sur 7, les niveaux d'EDP dépassaient de dix mille fois la valeur NQE."

Ce schéma modélise la probabilité de contamination (ws = worst case, bs = best case, cliquer pour agrandir, source article cité) :

En Europe, et en tenant compte du meilleur scénario, entre 73% et 100% des poissons analysés dépassaient la valeur biotique de contamination fixée par l'Europe. La somme de six PBDE était supérieure de plusieurs ordres de grandeur à la NQE du biote : entre 50% et 100% des niveaux de poissons étaient supérieurs à 10 fois la valeur, entre 4% et 96% au dessus de 100 fois, entre 0 % et 62% au-dessus de 1000 fois la valeur EQS, et entre 0% et 4% au-dessus de 10 000 fois la NQE.

Discussion
Tout au long du XXe siècle et en particulier après les années 1950, la chimie de synthèse a produit un grand nombre de molécules qui se sont diffusées dans les usages courants des sociétés humaines. Certaines d'entre elles ont des effets néfastes sur le vivant, qu'elles soient génotoxiques, reprotoxiques ou neurotoxiques.

La rivière et ses sédiments sont souvent les exutoires des activités du bassin versant et des substances transportées par les écoulements : on s'attend donc à des effets sensibles. Mais la recherche scientifique, si elle a beaucoup travaillé sur les impacts des nutriments (nitrates, phosphates), reste nettement moins développée sur les effets cumulés et synergistiques de ces centaines de molécules dans l'environnement. Le travail d'Ethel Eljarrata et de Damià Barceló sur la présence persistante et massive des retardateurs de flammes pourtant interdits montre l'actualité de cette question, alors que la France a déjà la plus grande difficulté à mesurer la présence de ces substances, sans même parler d'évaluer leurs effets sur les assemblages biologiques des rivières.

Référence : Eljarrata E, Barceló D (2018), How do measured PBDE and HCBD levels in river fish compare to the European Environmental Quality Standards?, Environmental Research, 160, 203–211

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Illustration : anguille morte, par Adityamadhav83 - travail personnel, CC BY-SA 4.0.  La seule étude française compilée dans le travail de Eljarrata et Barceló concernait les anguilles de l'estuaire de la Loire. Les concentrations de PBDE (0,1–18,1 ng/g/ww) étaient largement supérieures aux normes européennes (Couderc et al 2015).

L'épuration des polluants par les retenues, reconnue à contre-coeur

L'Agence de l'eau Seine-Normandie commence à reconnaître que les ouvrages hydrauliques ne suppriment pas l'auto-épuration des nutriments, mais peuvent au contraire la favoriser dans certains cas. Toutefois, elle le fait en caricaturant le débat et en inventant un épouvantail (une hypothétique reconstruction de tous les ouvrages présents sur Cassini). Réponse.

Dans le n°66 du magazine Confluence, l'AESN revient sur le bilan de la continuité écologique. Nous ferons un commentaire critique des assertions contenues dans ce dossier. Voici déjà la réponse à cet encadré sur l'auto-épuration :

"Et si les obstacles, en créant des bassins de décantation, contribuaient à la qualité de l’eau ? Cette idée est née d’une lecture un peu hâtive de publications scientifiques, dont une étude réalisée par l’équipe de Gilles Billen, directeur de recherche au CNRS et bio-géochimiste spécialiste du fonctionnement des systèmes hydriques continentaux. Mise au point. «Lorsqu’on regarde la carte de Cassini dressée au XVIIIe siècle, le bassin de la Seine est constellé d’étangs, de petites mares, de seuils et de vannages. Dans une étude publiée en 2012 dans le magazine scientifique Science of the Total Environment, nous avions essayé de voir si ces zones stagnantes avaient un impact sur la qualité de l’eau. Or nos résultats montrent que si on remettait des petites retenues et des mares sur les deux tiers de la surface du bassin, on n’abattrait au mieux, par auto-épuration dans les sédiments, que 20 à 30 % de la pollution par les nitrates sur les sites les plus favorables. À l’échelle de l’ensemble du bassin de la Seine, la réduction ne serait que de l’ordre de 3 % : un bien piètre résultat pour un tel bouleversement du paysage. Un cours d’eau n’est pas une station d’épuration ! Il est dangereux d’imaginer l’aménagement des rivières en fonction d’un objectif de traitement des pollutions diffuses qui doivent et peuvent être évitées à la source, en particulier par une agriculture plus respectueuse de l’environnement», souligne Gilles Billen."

Commentaires :

• après l'avoir farouchement nié comme ses consoeurs (ou l'Onema) dans les années 2000, l'Agence de l'eau Seine-Normandie reconnaît donc que les plans d'eau jouent un rôle d'épuration,
• il n'a jamais été question de transformer la rivière en "station d'épuration", la caricature n'est pas une bonne pratique de discussion. Il s'agit non de reconstruire des ouvrages partout, mais d'évaluer le bilan chimique, biologique et physique réel des ouvrages existants,
• une partie des ouvrages signalés sur la carte de Cassini est encore présente sur les rivières, et quand Gilles Billen parle d'un "bouleversement du paysage", il ne saurait ignorer le vrai bouleversement en cours, à savoir le financement de la destruction systématique de la plupart de ces ouvrages par l'AESN (75% de choix de destruction dans le rapport CGED 2016). La question est de savoir si l'argent public doit servir à détruire des plans d'eau, étangs, retenues, réservoirs, etc., si cela représente un intérêt écologique et un intérêt général,
• on peut certainement éviter les pollutions à la source (l'action stagne désormais en ce domaine, après des baisses dans les années 1980-1990), la question est cependant de savoir si, à pression égale sur le bassin, une retenue va plutôt éliminer des excès d'azote, phosphore ou pesticides (sachant que l'usage agricole des sols reste un premier prédicteur de la dégradation écologique),
• le passage à l'agriculture biologique (6% seulement des parcelles aujourd'hui) n'évitera pas à lui seul le problème des nutriments, car tout système agricole utilise des intrants (organiques ou synthétiques), la diffusion de bonnes pratiques sera donc lente et complexe, 
• l'AFB vient de lancer un appel à projets sur les impacts cumulés des retenues d'eau sur les bassins versants. Nous souhaitons que ce travail mesure systématiquement les différences de concentrations en nutriments et micropolluants à l'exutoire des bassins à occupation des sols similaires et selon leur densité d'ouvrages. Nous attendons désormais des faits et des preuves, pas des généralités ni des promesses. 

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Un siècle d'eutrophisation en héritage 

Un siècle d'eutrophisation en héritage

Prolifération des algues vertes sur des plages bretonnes, bloom d'algues toxiques dans les fleuves et les lacs en été, excès de végétation atteignant parfois les têtes de bassin: l’eutrophisation, ou fertilisation subie des eaux courantes, est toujours un problème aujourd'hui. Depuis un siècle, ce phénomène a modifié la chimie et le peuplement des rivières, avec des effets sensibles dès que l'on dépasse les concentrations naturellement observées. Les littoraux et les océans sont l'objet de préoccupation croissante, d'autant que les effets continuent plusieurs décennies après la fin de la pression et que le changement climatique pourrait accentuer la production de biomasse végétale. Une expertise scientifique venant de paraître fait la lumière sur les origines et les conséquences de l'eutrophisation. Elle a été menée par 45 chercheurs CNRS, Inra, Ifremer Irstea et s’appuie sur l’analyse de plus de 4000 publications scientifiques en écologie, hydrologie, biogéochimie et sciences sociales. Nous en publions ci-dessous une introduction reprenant les principaux enseignements, suivi d'un extrait sur l'auto-épuration des cours d'eau. Les chercheurs y rappellent que tout ralentissement de l'eau favorise l'épuration de l'azote – cas des lacs, étangs, retenues que l'on détruit aujourd'hui au risque d'aggraver les pollutions à l'aval, en littoral et en mer. 

L’eutrophisation anthropique désigne la perturbation d'un écosystème aquatique par un apport excessif de nutriments (azote, phosphore). «Ce syndrome peut être assimilé à l’indigestion d’un écosystème ayant emmagasiné tellement de nutriments qu’il n’est plus en mesure de les décomposer par lui-même», résume Gilles Pinay, directeur de l’Observatoire des sciences de l’Univers de Rennes1 (OSUR)  et rapporteur CNRS de l’expertise scientifique collective Eutrophisation.

Proliférations végétales (parfois toxiques), changement de composition des espèces, perte de biodiversité, diminution de la concentration d’oxygène engendrant parfois des mortalités massives sont les symptômes les plus fréquents de cette fertilisation diffuse et excessive des milieux aquatiques. En France, les proliférations d'algues vertes dans certaines baies de Bretagne sont récurrentes depuis les années 1970/1980, les efflorescences algales (bloom) frappent régulièrement les lacs et autres zones de retenue.

L'eutrophisation massive a débuté à la fin du XIXe siècle, avec les grandes agglomérations, leurs industries et leurs rejets des eaux usées. Cette pollution a diminué quand les villes se sont équipées de stations d’épuration. Des mesures comme l’interdiction des phosphates dans les lessives ont également donné un coup d'arrêt aux formes les plus aigües d'eutrophisation. L'usage des engrais agricoles (naturels ou de synthèse) est alors devenu la première source d'eutrophisation des milieux. Plusieurs mesures ont été engagées à compter des années 2000 :  limitation des épandages de lisier en plein champ, réduction de l’érosion grâce à la plantation de cultures hivernales, promotion de pratiques agricoles à moindre usage d'engrais chimiques.

L'eutrophisation ne cesse toutefois pas quand cessent les émissions de substances qui la causent : il existe un héritage d’un siècle de relargage d’azote et de phosphore vis-à-vis duquel les eaux et les sols ne sont pas à l'équilibre. Il est aujourd'hui démontré que le temps de résidence de l'azote dans certains milieux comme les petits cours d’eau n'est pas de trois ou quatre années après l'apport, comme on le supposait jusqu’ici, mais plutôt de plusieurs décennies.

Les écosystèmes ont une sensibilité variable à l'eutrophisation. La structure des sols et la nature de leurs usages, l'hydrogéologie du bassin-versant, la vitesse d'écoulement de l'eau, la forme des courants et tourbillons en zone côtière ou marine, l'exposition à la lumière, la sensibilité des peuplements à l'oxygène font varier les effets de l'eutrophisation et leurs impacts sur le vivant. Les doses retenues pour l'eau potable (50 mg/litre pour l'azote et 5 mg/litre pour le phosphore) ne reflètent pas les doses ayant des effets sur les assemblages d'espèces des cours d'eau. La concentration normale d'azote est de quelques mg par litre, et la chaîne floristique et faunistique du vivant se modifie lorsque ce seuil est dépassé. L'étude de chaque milieu est donc indispensable.

Les zones littorales et marines sont de plus en plus concernées par ce phénomène en raison de l'apport venant des continents. Des modélisations des flux de nutriments montrent que les quantités arrivant aux estuaires sont passées de 34 à 64 millions de tonnes par an pour l’azote et de 5 à 9 millions de tonnes par an pour le phosphore au cours du XXe siècle (chiffres à échelle mondiale), l’agriculture contribuant à plus de la moitié des flux. En France, les côtes bretonnes ou les lagunes méditerranéennes sont des écosystèmes où s'expriment des préoccupations environnementales, outre l'effet négatifs sur le tourisme et certaines professions.

L’eutrophisation des milieux aquatiques est également sensible aux évolutions du climat. Le changement climatique devrait stimuler la biomasse végétale et diminuer la concentration d’oxygène dissous dans l’eau par élévation progressive des températures. Les épisodes pluvieux intenses tendent à mobiliser l'azote et le phosphore stockés dans les sols. La délimitation des écosystèmes les plus sensibles est donc nécessaire pour y concentrer les efforts de prévention.

Extrait de la synthèse sur l'épuration des nitrates et phosphates

Les cours d’eau : des systèmes de stockages transitoires du phosphore
Les cours d’eau peuvent retenir et utiliser le phosphore dans leurs sédiments grâce aux activités des microorganismes et des algues. Cette capacité de rétention dépend également de la concentration en phosphore des eaux et des sédiments, mais aussi de la complexité de la structure géomorphologique du cours d’eau. En effet, l’augmentation du temps de résidence de l’eau dans un tronçon, causée par le ralentissement du courant, permet le dépôt des matières en suspension minérales et organiques phosphorées. Cette augmentation du temps de résidence augmente également le temps de contact du phosphore associé avec les sédiments et les organismes biologiques, favorisant son adsorption ou absorption. D’une manière générale, tout ce qui permet de ralentir l’écoulement de l’eau dans la rivière et de favoriser les échanges entre le cours d’eau et les sédiments, que ce soit la présence de seuil et de mouille, de méandres, de chenaux secondaires, d’embâcles, favorise aussi l’épuration de l’azote par dénitrification. A l’échelle des réseaux hydrographiques, le taux de dénitrification est plus élevé dans les petits cours d’eau peu profonds que dans les grands fleuves. De plus, la longueur cumulée relative de petits cours d’eau (70 à 80 % des linéaires totaux des réseaux hydrographiques) augmente encore l’importance de la dénitrification dans les sédiments des rivières de têtes de bassins. Il faut cependant souligner que la rétention de l’eau dans les cours d’eau peut entraîner un risque d’eutrophisation des tronçons concernés si les apports en nutriments sont en excès.

Lacs et barrages : pièges à phosphore et système d’épuration de l’azote
Les sédiments des lacs ou des barrages sont des environnements qui possèdent une zone anoxique plus ou moins profonde où l’épuration de l’azote par dénitrification peut être active. La capacité de dénitrification est là aussi fonction du temps de résidence de l’eau et du rapport entre surface de sédiment et volume d’eau.
Les lacs, les étangs et les retenues artificielles constituent des zones importantes de stockage de phosphore. Il faut souligner que le phosphore reste le plus souvent piégé dans les sédiments pendant des décennies voire des siècles ; il peut être relargué en fonction des conditions d’aération des sédiments et des équilibres de concentration entre l’eau et le sédiment. Ce relargage de phosphore alimente le processus d’eutrophisation et permet d’expliquer les résultats souvent mitigés de restauration de qualité d’eau dans les lacs même après une limitation significative des apports.
Les lacs naturels et de barrages sont aussi des systèmes de rétention de silicium qui est un nutriment indispensable pour les diatomées. La présence de nombreux lacs et ou barrages en zone agricole peut renforcer le déséquilibre des rapports naturels entre N, P et Si déjà provoqué par les apports d’engrais, en diminuant les rapports N/Si et P/Si. Cela a pour conséquences de limiter le développement de diatomées dans les écosystèmes aquatiques d’eau douce ou marine situés en aval.

Référence : Pinay G et al (2017), L'eutrophisation : manifestations, causes, conséquences et prédictibilité, Synthèse de l'Expertise scientifique collective CNRS-Ifremer-INRA-Irstea (France), 148 p.

Image : Wikimedia CC by 2.5, Cruccone.

Les pollutions chimiques doivent devenir un enjeu prioritaire des rivières françaises

Des centaines de molécules chimiques (pesticides, médicaments, retardateurs de flamme, etc.) ayant des effets sur le vivant circulent dans les rivières françaises. Les travaux de recherche menés ces dernières années montrent que leur impact est mal évalué et probablement sous-estimé. Une modélisation de l'Inserm venant de paraître a démontré pour la première fois que l'effet cocktail est une réalité sur la perturbation endocrinienne, avec certains effets à faible dose potentialisés 10.000 fois par la présence de plusieurs substances. La France est par ailleurs en retard sur le contrôle chimique de ses eaux comme sur la mise en œuvre de ses plans de prévention, dont Ecophyto. Alors que le budget contraint des Agences de l'eau ne permet pas d'engager toutes les actions, l'insistance sur la morphologie et la continuité écologique n'apparaît pas comme une priorité – et pire, elle représente dans certains cas une augmentation du risque chimique, comme l'ont montré plusieurs travaux de recherche.

Dans une recherche menée sur des cellules humaines, des équipes de l'Inserm viennent de démontrer pour la première fois que l'effet cocktail est une réalité (Gaudriault et al 2017, Environ Health Perspect, DOI:10.1289/EHP1014). Plusieurs molécules perturbatrices endocriniennes ne se contentent pas d'additionner leurs effets sur les cellules, mais peuvent les exacerber d’un facteur 10 à 10000 en fonction de la molécule considérée. Les molécules étudiées par les chercheurs comportent notamment des médicaments et des pesticides dont on trouve la présence dans les rivières, les lacs, les estuaires et les nappes. De très nombreux travaux ont déjà montré depuis 20 ans des phénomènes de féminisation de plusieurs espèces de poissons à l’exutoire de zones polluées.

Les micropolluants et notamment les pesticides font l'objet d'une surveillance dans les eaux françaises. Selon la dernière évaluation du CGDD (commissariat général au développement durable), en 2014, près de 700 pesticides sont surveillés dans les eaux françaises, 389 pesticides sont quantifiées dans les cours d’eau et 265 dans les eaux souterraines. Des pesticides sont quantifiés au moins une fois pour 87 % des 3052 points de mesure des cours d’eau, et pour 73 % des 2121 points de mesure des  eaux souterraines. Dans plus de la moitié des points de mesure sur les cours d'eau, on trouve de 10 à 89 substances présentes simultanément (CGDD 2014, site). L'effet cocktail joue donc à plein. Une recherche récente de l'Inra a rappelé l'échec du plan Ecophyto I dans la réduction des pesticides (Hossard et al 2017, Science Total Envi, DOI:10.1016/j.scitotenv.2016.10.008).

En 2015, Sebastian Stehle et Ralf Schulz ont montré à travers l'analyse de 28 substances et 833 travaux publiés sur les cours d'eau européens que sur les sites contaminés (11300 mesures), 52,4% des mesures montrent des quantités au-delà du seuil de tolérance environnementale, 82,5% quand on examine les seules contaminations des sédiments. Les auteurs rappellent que la charge en pesticides peut réduire de plus de 40% la biodiversité de certaines classes (comme les invertébrés d'eaux courantes). En moyenne, quand on atteint le seuil réglementaire toléré, la perte est de 30%. Elle est encore de 12% quand on est à 10% du seuil de tolérance (Stehle et Schulz 2015, PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1500232112).

La révision de la directive cadre européenne, qui commence en 2019, doit intégrer ces connaissances. En 2017, Werner Brack et 24 collègues européens en écotoxicologie ont tiré les enseignements du projet  SOLUTIONS et du réseau NORMAN dédiés à l'analyse de la surveillance chimique dans le cadre de la directive cadre européenne. Ces chercheurs publient 10 recommandations pour un changement de cap dans cette prise en compte des polluants chimiques par la DCE 2000. Ils soulignent notamment l'importance de la prise en compte des effets additifs et synergistiques, la vigilance sur les sédiments contaminés et leur remobilisation (Brack et al 2017, Science Total Envi, DOI:10.1016/j.scitotenv.2016.10.104).

L’ensemble de ces travaux convergent vers une même conclusion : si les rivières et les milieux aquatiques sont l’objet de multiples pressions, les impacts résultant de la pollution chimique doivent faire l’objet d’un traitement renforcé et prioritaire dans les prochaines années.

La réforme française de continuité écologique : 

un effet négatif sur le risque chimique ?

Dans le cadre de l'interprétation de la directive cadre européenne, la France a choisi de donner une importance forte à la morphologie des cours d'eau, en particulier à la continuité écologique et à la destruction des obstacles à l'écoulement (moulins, étangs, lacs, etc.). Ce choix paraît périlleux au regard de la question chimique.

D'abord, il est impossible de dire si la morphologie est un facteur prioritaire de dégradation de qualité des milieux tant que l'on ne dispose pas d'une estimation correcte de l'ensemble des impacts, et notamment des pollutions chimiques. On risque de divertir l'argent public sur des questions de second ordre, alors même que nous sommes déjà en retard sur nos objectifs de qualité à l'échéance 2027 fixée par la DCE pour le bon état.

Ensuite, la destruction des ouvrages remobilise des sédiments de leur retenue comme l’érosion des sols de berges, et ceux-ci font rarement l'objet d'analyse toxicologique. Or, il a été montré par des travaux anglais sur des ouvrages en rivières que le risque de pollution vers l'aval est réel, et non limité à la proximité immédiate des sites détruits (Howard al 2017, Geomorphology, DOI:10.1016/j.geomorph.2017.05.009). Il faut ajouter que la transparence hydrologique et sédimentaire souhaitée par la réforme de continuité écologique conduit à amener plus rapidement des eaux et sédiments plus pollués dans les plaines alluviales et les estuaires.

Enfin, une équipe française a analysé la capacité d'un petit étang à épurer les pesticides d'un bassin versant et a conclu à un rôle positif. "En vue de maintenir la continuité écologique des cours d'eau, la suppression des barrages est actuellement promue. Avant que des actions en ce sens soient entreprises, une meilleure connaissance de l'influence de ces masses d'eau sur la ressource, incluant la qualité de l'eau, est nécessaire", écrivent les scientifiques (Gaillard et al 2016, Environ Sci and Pollution Res, DOI:10.1007/s11356-015-5378-6). La vocation des retenues n'est pas d'épurer les eaux, et les pollutions doivent être traitées à la source. Mais tant que les pressions subsistent sur les bassins versants, ce rôle d'auto-épuration doit être évalué et modélisé plus finement qu'il ne l'est aujourd'hui.

Héritage sédimentaire: analyser les sédiments des retenues de moulin avant intervention (Howard et al 2017)

Des chercheurs anglais travaillant sur la vallée des moulins du Derwent, un site classé au patrimoine mondial de l'Unesco, soulignent dans un article récent que les moulins ayant accompagné l'histoire proto-industrielle et industrielle, il est fréquent que les sédiments de leurs retenues conservent encore la trace de pollutions anciennes. Leur modèle montre que ces pollutions peuvent être remobilisées après un effacement et contaminer tout l'aval du bassin versant, même à longue distance. Ils appellent donc le gestionnaire à la plus grande rigueur dans la préparation des chantiers et dans l'estimation de leurs enjeux écologiques. Un point que notre association soulève régulièrement, mais en vain le plus souvent car l'administration et le gestionnaire ne s'intéressent guère à ces questions susceptibles de remettre en cause la pertinence des destructions à la chaîne d'ouvrages en rivière.

La rivière Derwent a un bassin versant d'environ 1200 km2 pour une longueur de 80 km jusqu'à sa confluence avec le Trent. Entre Cromford et Derby, la vallée des moulins du Derwent fait l'objet d'un classement au titre du patrimoine mondial de l'Unesco. Une série de moulins à coton des XVIIIe et XIXe siècles y préfigure la révolution industrielle et la naissance de l'usine. Outre les ouvrages hydrauliques dédiés au travail du textile, d'autres servaient à moudre la farine pour nourrir les ouvriers ou fabriquer du papier. Les ouvrages mesurent de 1,2 à 3 m et sont assez caractéristiques des différentes formes de seuils anciens, à pente aval plus ou moins douces (cf image ci-dessous).

Les moulins du Derwent étudié par Howard AJ et al 2017, art cit, droit de courte citation.

En plus de son rôle dans l'histoire de la révolution industrielle du textile, la vallée du Derwent est un bassin carbonifère qui a donné lieu à des activités métallurgiques (zinc, plomb) et sidérurgiques. Des sédiments contaminés aux métaux ont été piégés dans les alluvions à des niveaux qui excèdent les critères de sûreté environnementale. Comme l'observent les auteurs, "les ouvrages peuvent donc agir comme des pièges locaux à sédiments sur le socle de la vallée et, étant donné que les seuils sont insérés dans la plaine d'inondation, toute perturbation de leurs structures a le potentiel de relâcher des sédiments contaminés aux métaux dans l'ensemble du système riverain".

Les chercheurs ont utilisé un modèle hydromorphologique (CAESAR-Lisflood) pour simuler ce qui se passerait en cas de destruction des ouvrages sur un linéaire de 24 km. Leur résultat montre que si la reprise de l'érosion et du transport reste faible, elle suffit à remobiliser et diffuser des sédiments pollués, donc à poser des risques environnementaux voire sanitaires à l'aval. Le modèle montre en particulier que lors de crues morphogènes, les sédiments peuvent être transportés à longue distance: l'ensemble de l'hydrosystème est concerné, et non la seule station d'intervention.

Les chercheurs concluent que cette question de l'héritage sédimentaire va au-delà du site étudié à l'heure où l'on modifie les ouvrages anciens pour les détruire, les rendre franchissables aux poissons ou encore les équiper de dispositifs énergétiques : "toute modification des seuils ou autres structures dans le chenal peut potentiellement soulever des enjeux et des problèmes similaires. Dans les zones où les dispositifs de protection patrimoniale ne sont pas bien développés, les conséquences peuvent être particulièrement dommageables, en particulier s'il y a un héritage de pollution. Les problèmes soulevés dans cette recherche démontre le besoin pour les ingénieurs, les hydrologues et les professionnels du patrimoine de travailler ensemble pour considérer les ouvrages comme un ensemble au sein du cadre plus large du bassin versant, plutôt que de considérer leur modification ou effacement sur une base de cas par cas".

Discussion
La réforme de continuité écologique est aujourd'hui le principal motif d'effacement des ouvrages hydrauliques en France, à raison de plus de 20.000 sites concernés. Notre association a régulièrement rappelé à l'administration et au gestionnaire la nécessité d'une approche intégrée et dynamique par bassin versant, qu'il s'agisse des évolutions de crues et étiages, des espèces invasives, de l'épuration des nutriments et polluants dans les retenues. Le travail d'A.J. Howard et de ses collègues rappelle que cette approche intégrée est aussi nécessaire pour l'héritage sédimentaire dans les régions anciennement industrialisées aux alluvions potentiellement pollués. Effacer un ouvrage peut paraître un chantier modeste et bénin, mais quand 20, 30 ou 40 de ces ouvrages sont classés sur une rivière, la situation est différente et l'on engage en réalité une modification complète, substantielle, des écoulements et sédiments.

Des cas d'héritage sédimentaire problématique se présentent régulièrement en France, quand on prend la peine d'analyser les sédiments avant d'agir. Par exemple cet été, au moulin de Sailleville à Laigneville, sur la rivière Brêche, où des activités anciennes ont pollué le lit. Mais dans la plupart des cas, aucune suite n'est donnée à nos requêtes : soucieux de "faire du chiffre" pour respecter un délai irréaliste du classement des rivières, de "faire simple" pour prétendre que l'effacement est forcément la solution la moins coûteuse et de "ne pas faire de vague" pour préserver une réforme très contestée, on préfère travailler par cas isolés, sans vue d'ensemble de l'action, sans préparation scientifique et technique sérieuse. Nous avons par exemple demandé cet été au syndicat Sequana de procéder à des analyses de sédiments avant d'effacer des sites d'anciennes activités sidérurgiques du Châtillonnais sur l'Ource, le commissaire enquêteur a donné raison à nos requêtes mais le syndicat estime aujourd'hui que c'est inutile car la Dreal et l'AFB n'ont fait aucune remarque particulière à ce sujet… Ce n'est pas une bonne manière de faire de l'écologie de la restauration, et un nombre croissant de travaux scientifiques tirent la sonnette d'alarme sur la nécessité de la rigueur et de la prudence dans la planification de ce genre de travaux.

Référence : Howard AJ et al (2017), The potential impact of green agendas on historic river landscapes: Numerical modelling of multiple weir removal in the Derwent Valley Mills world heritage site, UK, Geomorphology, 293, A, 15, 37-52

Faible effet des barrages par rapport à la pollution sur les rivières centre-européennes (Lemm et Feld 2017)

Les rivières subissent des stress multiples qui affectent la qualité de leurs eaux et leurs milieux. Mais ce constat ne suffit plus : les chercheurs visent à comprendre en détail le poids relatif et l'effet conjugué des impacts, notamment pour orienter les choix prioritaires des politiques publiques. Deux chercheurs allemands, analysant les invertébrés de rivières de plaine d'Europe centrale (Allemagne, Pologne, Pays-Bas), montrent que les premiers facteurs de dégradation sont les accumulations de sédiments fins et la diffusion des polluants, avec comme principaux prédicteurs les usages agricoles et urbains des sols. Les barrages n'ont qu'un poids mineur. En France, ni les agences de l'eau, ni l'Agence pour la biodiversité ni les gestionnaires ne recourent à ce type de modélisation des bassins versants. L'argent public est dépensé dans le plus grand désordre et dans une méconnaissance de la dynamique réelle des milieux, parfois au bénéfice disproportionné de modes lancées par des lobbies (comme la continuité écologique). 

Jan U. Lemm et Christian K. Feld (université de Duisbourg et Essen) ont exploité 125 jeux de données (2002-2002) assez complets pour disposer d'informations sur l'usage des sols, l'hydromophologie, la physico-chimie, la qualité sédimentaire et des co-variables naturelles, cela sur des rivières de plaine à fond sableux de Pologne, d'Allemagne et des Pays-Bas. Parmi les variables biologiques, les macro-invertébrés ont été retenus comme indicateurs de qualité de l'eau (échantillonnage sur sites à raison de 20 unités représentatives de micro-habitats ; analyse des cycles reproductifs, stages aquatiques, résistance des oeufs, divers traits de vie).

Sur cette base, les chercheurs ont procédé à une analyse statistique (composantes principales) pour définir les stresseurs significatifs parmi les 16 mesures d'impact disponibles. Une analyse de graphe a également été réalisée (voir ci-dessous) ainsi qu'une modélisation à régression linéaire généralisée pour analyser la réponse de 14 traits biologiques aux stresseurs.

Quelles sont les principales conclusions des chercheurs ?

• Le premier axe de l'analyse en composante principale montre l'influence de l'agriculture (axe 1, 31% de variance expliquée) et de la morphologie (axe 2, 18% de variance).
• L'analyse de graphe montre que quatre stresseurs principaux sont co-occurrents : taux de champs cultivés, de superficie urbaine, de sédiments fins et d'orthophosphate.
• Le modèle linéaire montre que 20% des pressions ne sont pas additives (elles sont soit synergistiques, ie se renforçant, soit antagonistes, ie s'annulant). Les interactions additives concernent au premier chef les zones urbaines et les sédiments fins ainsi que les zones agricoles et les orthophosphates. Pour les non additives, c'est l'association des zones agricoles et des sédiments fins qui ressort le plus clairement.

Analyse en graphe. Les points ou noeuds représentent les impact (plus le noeud est de taille importante, plus l'effet est marqué), les liens entre les points représentent la force de l'association statistique. On observe notamment le rôle plutôt mineur des barrages("dams"). Extrait de Lemm et Feld 2017, art cit, droit de courte citation.

Discussion
Il manque de nombreux stresseurs dans l'analyse de Jan U. Lemm et Christian K. Feld, en particulier les pollutions autres que les nutriments (reprotoxiques, neurotoxiques, génotoxiques, perturbateurs endocriniens, etc.), dont la charge est souvent forte dans les plaines alluviales et dont certains chercheurs pensent que l'effet est aujourd'hui sous-estimé (voir par exemple Stehle et Schulz 2015). Il y a donc quelques raisons d'estimer que la variance de la qualité des milieux, en particulier des invertébrés, est davantage liée à des facteurs chimiques ici écartés faute de données.

Les chercheurs concluent : "Notre approche est utile pour visualiser une structure de stresseurs co-occurrents et les pressions au sein, par exemple, d'un bassin versant spécifique et pour quantifier les interactions possibles entre ces impacts humains. Elle peut aussi aider à avoir une idée des impacts humains qui sont d'importance mineure".

Hélas, aucune approche de ce type n'est développée en France. Plusieurs centaines de millions d'euros d'argent public sont dépensés chaque année par les Agences de l'eau dans des programmes qui ne sont pas fondés sur des modèles scientifiques de discrimination et pondération des impacts, mais sur des approches très sommaires ne possédant quasiment aucun pouvoir descriptif, explicatif et prédictif. Quant à l'Agence française pour la biodiversité (que l'Onema a intégré depuis le 1er janvier 2017), elle ne témoigne d'aucune rigueur dans les prescriptions de terrain visant à faire entrer la politique des rivière dans un âge scientifique, en procédant à des modélisations hydro-écologiques avancées qui permettrait d'avoir une vue globale du bassin au lieu de multiplier des actions sur site, selon des méthodes parfois datées et discutables d'écologie de la conservation. La France prétend ainsi faire de l'écologie sans procéder par la base de toute action sérieuse en ce domaine, à savoir l'acquisition, la bancarisation et l'interprétation de données de bonne qualité sur les milieux que l'on veut restaurer ou conserver.

Enfin, on observe que l'analyse multi-impacts de Lemm et Feld ne fait pas particulièrement ressortir les barrages comme un impact majeur sur la qualité des rivières de plaines telle que mesurée par les invertébrés : les ouvrages hydrauliques ne concernent ici qu'une partie des 18% de variance du second axe de l'ACP. Cette conclusion rejoint celles d'autres travaux ayant procédé, non pas à des analyses de sites sur des variations locales des espèces, mais à des analyses d'hydro-écologie quantitative sur des bassins ou des groupes de bassins (lire par exemple nos recensions de Wang et al 2011, Van Looy et al 2014, Villeneuve et al 2015, Radinger et Volter 2015, Cooper et al 2016). Cela implique que l'on doit développer une politique des ouvrages hydrauliques plus différenciée, au lieu de l'actuel discours simpliste ou dogmatique selon lequel tout ouvrage en rivière serait un problème grave pour les milieux. On voit également que le mot d'ordre des gestionnaires français de la "circulation des sédiments" n'a pas d'intérêt particulier dans les bassins qui sont soumis au problème d'érosion des sols agricoles et de dépôts de sédiments fins qui vont de toute façon affecter les substrats. Le choix de restauration de la continuité en long a une bonne probabilité d'aggraver le problème de cette gestion sédimentaire au niveau des plaines alluviales et des estuaires.

Référence : Lemm JA, Feld CK (2017), Identification and interaction of multiple stressors in central European lowland rivers, Science of the Total Environment 603–604, 148–154

Hausse des ventes de pesticides malgré la baisse de la surface agricole

L'usage des pesticides a continué d'augmenter sur la période 2009-2015 et se maintient donc à un niveau élevé en France. Ce mauvais résultat signale l'échec du plan Ecophyto 1 et la persistance d'une forte pression sur beaucoup de bassins versants.  

Le plan Ecophyto 1 (adopté en 2008) promettait une division par deux de l'usage des pesticides à l'horizon 2018. Les derniers chiffres du Ministère montre que l'on en est loin, puisque les ventes totales ont continué d'augmenter entre 2009 et 2015 alors même que la surface agricole utile diminuait sur la période. Quatre graphiques permettent de comprendre les données essentielles.

Les surfaces traitées en 2015 ont légèrement baissé par rapport à 2009 (27,0 versus 27,2 millions d'hectares), mais les ventes de pesticides ont dans l'ensemble augmenté.

La fréquence de traitement des principales cultures se révèle soit identique, soit supérieure en 2014 par rapport à 2011 (années de contrôle).

La présence de pesticides dans les cours d'eau a en revanche connu une amélioration, à la notable exception des insecticides néocotinoïdes (qui augmentent de 15%). Ce sont les herbicides qui ont la tendance à la baisse la plus marquée (interdiction du diuron et de l'acétochlore).

La carte détaillée des tendances dans les cours d'eau montre cependant des situations très variables, avec des bassins où la pression a continué d'augmenter sur la période récente 2009-2015.

Rappelons que les cours d'eau et bassins versants, dont la morphologie avait souvent été modifiée déjà de longue date, ont connu ces cinquante dernières années une pression sans précédent liée à la pollution chimique des nutriments (nitrates, phosphates) et des contaminants (pesticides, déchets industriels et domestiques, médicaments, etc.), cela alors que les prélèvements d'eau sur les milieux naturels ont augmenté au cours de la même période. Même pour les pressions ayant connu des améliorations (phosphates) ou des stabilisations (nitrates), on reste aujourd'hui à des niveaux de concentration supérieurs à ce qu'ils étaient avant les années 1960. La difficulté de la France à traiter cette question de la pollution chimique obère l'efficacité de ses actions sur les milieux aquatiques et la lisibilité de sa politique publique en la matière.

Référence : CGDD (2017), Pesticides : évolution des ventes, des usages et de la présence dans les cours d’eau depuis 2009, 4 p.

A lire également
Pesticides: le retard français (Hossard et el 2017)
Les effets des pesticides en rivières sont-ils sous-estimés ? (Stehle et Schulz 2015)

Qualité de l'eau: la Commission européenne demande à la France de lutter davantage contre les pollutions diffuses

Conformément au cycle d'évaluation lancé en 2016, la direction générale Environnement de la Commission européenne vient de procéder à l'examen de la mise en œuvre de la politique environnementale de l'Union. Voici quelques extraits concernant la politique de qualité de l'eau en France. Le traitement des eaux résiduaires urbaines est jugé conforme aux objectifs, ce qui peut soulever un certain scepticisme sur la nature de ces objectifs vu les cas persistants de pollutions rapportés en exutoires de stations et en aval des zones urbaines. Il n'en va pas de même pour les pollutions diffuses, en particulier nitrates et pesticides pour lesquels la Commission pointe le retard français. Les masses d'eau n'atteignent que 44% du bon état chimique et écologique, loin de l'engagement sur les 66% promis pour 2015, et a fortiori des 100% attendus pour 2027. De rapport en rapport, les mêmes constats demeurent, mais sans répondre aux questions essentielles: les objectifs posés par les directives européennes sont-ils réalistes en exigence et en délai? Les blocages sont-ils de nature économique (manque de financement public, impact sur l'activité) ou tiennent-ils à des choix défaillants de programmation (mauvaises priorités, pressions de lobbies)? A-t-on une bonne méthodologie scientifique pour évaluer les impacts écologiques et la réponse des écosystèmes aux actions engagées? 

Sur les écosystèmes et ce qui les menace
"Les habitats côtiers, les zones humides et les écosystèmes liés à l’eau ainsi que les habitats liés à l'agriculture sont les principaux écosystèmes menacés. Les menaces fondamentales qui pèsent sur la biodiversité sont la disparition des habitats (due en particulier à l’expansion urbaine, à l’intensification agricole, à l’abandon des terres et à la gestion intensive des forêts), la pollution, la surexploitation (en particulier des pêcheries), les espèces exotiques envahissantes et les changements climatiques. L’absence d’intégration entre les politiques de protection de la nature et les autres politiques, en particulier dans le secteur agricole, mais aussi, dans une moindre mesure, dans l’urbanisation, les transports, l’énergie et les forêts, ne contribue pas à améliorer la situation, en particulier dans un contexte de réchauffement global et de propagation des espèces exotiques envahissantes."

Evolution de l'état de conservation habitats/espèces 2007-2013 en France, DG Environnement CE  rapport cité, d'après le rapport d'évaluation de la directive Habitats

Sur l'état des eaux
"Dans ses plans de gestion de district hydrographique 2010-2015, la France a produit des rapports sur l’état de 10 824 rivières, 439 lacs, 96 masses d’eau transitoires, 164 côtières et 574 souterraines. Seules 44% des masses d’eau de surface naturelle atteignent un état écologique «bon» ou «très bon» et 13 % des masses d’eau de surface fortement modifiées ou artificielles atteignent un potentiel écologique bon ou très bon (25 % sont dans un état inconnu). Seules 44 % des masses d’eau de surface (33 % sont dans un état inconnu), 28 % des masses d’eau de surface fortement modifiées ou artificielles (44% sont dans un état inconnu) et 59% des masses d’eau souterraines atteignent un bon état chimique. 89 % des masses d’eau souterraines ont un bon état quantitatif."

Sur les principales pressions rivières et nappes
"Un certain nombre de pressions affectent les masses d’eau en France – dans le cas des eaux de surface, 39 % sont concernées par une source diffuse de pollution, 30 % par des sources ponctuelles de pollution, 27 % par la gestion des rivières, 25 % par la régulation du débit d’eau et des modifications morphologiques et 20% par le captage. Il existe des différences régionales significatives et dans certains districts hydrographiques, ces pressions affectent des proportions beaucoup plus élevées de masses d’eau, par exemple les sources diffuses affectent 93% des masses d’eau de surface dans l’Escaut, la Somme et les eaux côtières de la Manche et le district de la mer du Nord, et 67 % dans la Seine et le district des eaux côtières normandes, et le captage affecte 38 % des masses d’eau de surface dans la Loire, le district des eaux côtières bretonnes et vendéennes.

Il existe certaines lacunes dans les plans français de gestion de district hydrographique en ce qui concerne l’évaluation de l’état. Des programmes de mesures devraient permettre une amélioration significative de l’état écologique des masses d’eau de surface naturelles ainsi que des masses artificielles et fortement modifiées – de 21 % et 27 % respectivement et une amélioration de l’état chimique de 8 % et 3 % respectivement. L’état chimique59 des eaux souterraines devrait s’améliorer de 5 % et l’état quantitatif de 6 %.

La pollution diffuse provenant de l’agriculture constitue la pression significative la plus répandue sur les masses d’eau (affectant 39% des masses d’eau au niveau national, beaucoup plus dans certains districts hydrographiques), entraînant une eutrophisation et des coûts accrus pour le traitement de l’eau. Le système actuel de la facturation de l’eau et de la taxation des nitrogènes/pesticides incite peu à améliorer les pratiques agricoles. Des mesures renforcées devraient être prises pour lutter plus efficacement contre la pollution par les nutriments (azote et phosphore), qui prendraient pleinement en compte les incidences sur les bassins hydrographiques et veilleraient à la cohérence des actions en vertu de la directive-cadre sur l’eau, la directive sur les nitrates et la PAC.

Dans le cas des pesticides, les concentrations mesurées dans le pays sont généralement faibles. Toutefois, les pesticides sont présents dans un grand nombre d’écosystèmes aquatiques. En 2013, des pesticides ont été trouvés dans 92 % des points de surveillance des masses d’eau de surface, avec différents pesticides souvent signalés pour une station de surveillance. Environ 30% de tous les points de surveillance des masses d’eau de surface ont montré un volume de concentration des pesticides supérieur à 0,5 μg/l (moyenne annuelle).

Certains progrès ont été réalisés dans la lutte contre la pollution par les nitrates provenant de sources agricoles et de l’eutrophisation, mais la pollution par les nutriments demeure un problème, notamment dans les zones d’élevage intensif (par exemple le bassin de la Loire/Bretagne) et d’agriculture arable intensive (par exemple, le bassin parisien)."

Source : DG Environnement Commission européenne (2017), L'examen de la mise en œuvre de la politique environnementale de l'UE. Rapport par pays, France, Bruxelles, 35 pages

Pesticides: le retard français (Hossard et el 2017)

Une étude de quatre chercheurs vient de montrer que la France n'atteindra pas les objectifs Ecophyto 1 (diminution de moitié des pesticides entre 2008 et 2018). Au contraire, on n'observe aucune tendance dans la baisse d'usage de ces produits depuis 2001, sauf la fréquence pour une seule céréale (blé tendre), à un quart seulement de nos objectifs. Les rivières subissent notamment toujours la même charge en pollution. On casse les moulins mais on tolère les poisons: notre société marche sur la tête.

Il a été amplement démontré que l'usage massif des pesticides, s'il améliore la productivité, présente des effets adverses sur la biodiversité, la santé humaine et la qualité de l'eau. Concomitament à la directive européenne sur les pesticides, la France  a lancé en 2008 le plan Ecophyto 2018, dont l'objectif était de diviser par deux l'usage des pesticides en dix ans.

Laure Hossard, Laurence Guichard, Céline Pelosi et David Makowski (Inra, AgroParisTech, Paris-Saclay) ont analysé les données disponibles sur les tendances dans l'usage des pesticides en agriculture entre 2001 et 2014 : nombre de doses unitaires (NUD), quantité d'ingrédient actif (QAI), indice de fréquence de traitement (TFI). Les chercheurs ont également analysé les données relatives à la pollution de l'eau. Un focus a été fait sur la période 2008-2014, soit la période de mise en oeuvre d'Ecophyto 2018.

Le schéma ci-dessus montre que l'on n'observe aucun changement significatif dans l'usage des pesticides agricoles (NUD, QAI).

Le schéma ci-dessus (cliquer pour agrandir) montre que la seule céréale présentant un déclin d'usage (TFI) depuis 2001 est le froment (blé tendre). Mais la baisse observée pour cette culture (très répandue, 5 millions ha en France) ne représente en tout état de cause que le quart de l'objectif posé pour 2018.

Le schéma ci-dessus montre les relevés de qualité de l'eau de rivière entre 2007 et 2012 : aucun progrès significatif n'apparaît dans le nombre de masse d'eau présentant plus de 0,5 µg/l de pesticides (dose maximale considérée comme saine pour la consommation humaine, mais pour les espèces vivant en permanence dans cette eau et subissant les pics très ponctuels de forte concentration lors des épandages, l'effet intégré de l'exposition aux pesticides est mal connu).

Discussion
Un nouveau plan Ecophyto II a été adopté en 2015, visant à diviser par deux les pesticides en 2025 plutôt qu'en 2018. Les chercheurs expriment leur scepticisme. D'autres pays ont réussi des baisses sensibles d'usage des pesticides, mais par des solutions (hausse directe des coûts) différentes du choix français peu incitatif consistant à mêler accompagnement technique et menace différée d'amendes.

Dans les discussions actuelles sur le choix public français de faire un effort conséquent sur la morphologie des cours d'eau, on s'entend souvent dire que la question de la pollution est par ailleurs traitée, que la physico-chimie n'est pas un facteur si central de qualité de la rivière et que si nous ne modifions pas les écoulements, nous n'atteindrons pas le bon état chimique et écologique des masses d'eau. Mais c'est inexact : notre agriculture intensive reste l'un des premiers facteurs de modification des milieux, nos politiques publiques contre les pollutions demeurent inefficaces, et les choses ne vont pas s'améliorer avec l'ajout de nouvelles substances à contrôler obligatoirement dans l'eau, domaine où la France est à nouveau en retard (voir cet article). Casser des ouvrages hydrauliques pour envoyer plus vite les pollutions vers l'aval, est-ce la nouvelle politique du pas-mesuré pas-pris? Nous paierons ces choix quand il s'agira de rendre des comptes sur le respect des directives européennes, qui ont toujours insisté sur la pollution comme premier facteur à contrôler avant d'examiner les autres impacts.

Illustrations : extraites de l'article cité, droit de courte citation.

Référence : Hossard L et al (2017), Lack of evidence for a decrease in synthetic pesticide use on the main arable crops in France, Science of the Total Environment, 575, 152–161

Davantage de richesse taxonomique chez les invertébrés aquatiques depuis 30 ans (Van Looy et al 2016)

Bonne nouvelle pour les rivières françaises: des scientifiques montrent que la richesse taxonomique des macro-invertébrés (comme les insectes) a augmenté de 42% entre 1987 et 2012, sur 91 sites étudiés par des séries longues et homogènes. Une première tendance est liée à la hausse progressive des espèces polluosensibles, ce qui est encourageant. Mais un tournant a eu lieu dans la période 1997-2003, et cette seconde tendance superposée paraît d'origine climatique, avec une hausse de la productivité primaire des rivières et une intensification de la chaîne trophique. Une occasion de souhaiter que la richesse taxonomique et la productivité des rivières soient également analysées en fonction d'autres paramètres de contrôle, comme par exemple leur taux d'étagement par ouvrages transversaux. 

Les macro-invertébrés ont une taille qui dépasse le demi-millimètre, et sont donc visibles à l'oeil nu. On les nomme benthiques quand ils vivent au fond des rivières (par opposition à la faune planctonique en suspension). Ce sont des larves d’insectes, des mollusques, des vers plats, des nématodes, des crustacés, etc. Les riverains assimilent souvent la biodiversité aux poissons, aux amphibiens ou aux oiseaux car ils sont plus faciles à observer. En fait, les macro-invertébrés et les micro-organismes représentent l'essentiel de la biodiversité aquatique !

Une équipe du centre Irstea de Lyon-Villeurbanne (directeur en hydro-écologie Yves Souchon) a réalisé une étude sur l’évolution de l’état des cours d’eau en France métropolitaine ces 25 dernières années, en examinant leurs communautés de macro-invertébrés aquatiques.

Des données de long terme (25 ans, 1987-2012) ont été compilées, avec comme conditions restrictives une continuité dans les méthodes de collecte ainsi qu'une confiance dans la fiabilité des opérateurs et des procédures. 91 sites ont répondu à ces critères, depuis des petits cours d'eau jusqu'à des larges rivières (de 9 à 192 m3/s de débit moyen annuel), à des altitudes allant de 8 à 977 m. Deux larges rivières (Doubs, Gave de Pau) cumulant 35 années de données sur 7 sites distribués le long du cours ont été ajoutées comme "cas régionaux". Enfin, un sous-ensemble a été constitué de 51 sites considérés comme reflétant des "conditions de référence" peu perturbées. Ces sites-témoins n'ayant pas connu d'évolution notable de la qualité chimique de leurs eaux, leur tendance comparée à celle des sites d'études permet de distinguer ce qui relève de l'effet anthropique local et du changement climatique.

Concernant les données environnementales, les taux d'ammonium, nitrites, nitrates et orthophosphates ont été collectés. La base CORINE a donné des indications d'usage des sols sur le bassin versant (notamment usages agricoles, emprise forestière, etc.). Faute de données climatiques exploitables (comme l'intensité lumineuse, la température, les carbonates issus des échanges avec le CO2 atmosphérique), l'oxygène dissous a été utilisé comme proxy de la productivité primaire. Ces données ont été exploitées par plusieurs modèles statistiques.

Concernant les invertébrés, ils ont été comptabilisés par familles plutôt que par espèces, comme cela se pratique souvent en  hydro-écologie. Un module de référence a été constitué d'une communauté de 12 familles de Trichoptères, présentant des stratégies diverses d'occupation du milieu. L'approche par richesse taxonomique (diversité d'espèces) ne suffit pas pour détecter dans changements fonctionnels dans des communautés. Une approche par traits a donc aussi été utilisée.

Quels sont les principaux résultats?

• La richesse taxonomique moyenne a augmenté de 42% sur les 25 années de l'étude.
• La première période 1980-2000 a été marquée par une augmentation lente mais constante des taxons polluosensibles comme les Perlidae, Ephemerellidae, Blephariceridae et Heptagenidae.
• Autour de l'année 2000, une forte variation est enregistrée avec des espèces plus tolérantes et plus mobiles comme les Hydroptilidae, Coenagrionidae, Gyrinidae et Empididae.
• Les plus fortes progressions sur l'ensemble de la période concernent les Diptères, les Odonates et les Trichoptères (ainsi que les "invasifs" Corbiculidae et Hydrobiidae).
• Dans les sites de référence, la diversité a été constante jusqu'à 2000, puis elle augmente de 23% ensuite. 
• Pour la communauté de référence, l'abondance a été multipliée par trois. Elle ne résulte pas d'une homogénéisation par dominance d'une famille puisque la bêta-diversité a augmenté et qu'aucun apport invasif n'est noté.

Illustration extraite de Van Looy et al 2016, art. cit., droit de courte citation. Ce schéma montre comment la chaîne trophique a bénéficié de la hausse de productivité primaire liée à des changements climatiques, avec un tournant centré vers 2000. 

Le premier enseignement, qui est une bonne nouvelle, est l'augmentation des taxons polluosensibles. Le second enseignement principal est l'effet positif du climat sur la période analysée. Ce dernier ne traduit pas spécialement une augmentation des espèces thermotolérantes (la plupart des espèces d'invertébrés de l'écozone paléarctique ont de toute façon une fourchette de tolérance thermique assez large). Cet effet du climat est raisonnablement garanti comme robuste (par rapport à un autre facteur oublié par exemple) en raison de plusieurs observations convergentes : l'oxygène dissous certifie une hausse de la productivité primaire ; l'analyse par traits fonctionnels des communautés montre une amplification trophique du bas vers le haut (petits herbivores, grands herbivores, prédateurs, cf schéma ci-dessus) ; la communauté de référence confirme cette intensification des différentes interactions trophiques.

Discussion
Yves Souchon a commenté cette recherche sur le site Irstea. Il a mis en lumière la nécessité d'une analyse des milieux aquatiques fondée sur l'observation scientifique, afin de démêler les influences sur les cours d'eau : "Mesurons, interprétons et calons un discours adapté à ce que l’on observe. C’est délicat car tous les facteurs sont mouvants (climatiques, anthropiques)." De là se déduit l'impératif de disposer de bonnes données : "Le fonctionnement de ces réseaux coûte cher, notamment en termes d’effectif humain, et nous sommes sur du temps long, ce qui pose parfois problème dans l’acceptabilité des nouvelles normes de suivi."

A ce sujet, rappelons que d'après le dernier rapportage des Agences de l'eau à l'Union européenne, les sommes allouées à la mesure par indicateurs des états écologiques et chimiques restent faibles dans le budget des Agences (170 millions d'euros) et que les budgets sont loin d'être tous consommés. Sur cette même période et à titre de comparaison, les Agences ont engagé 3 milliards d'euros en chantiers de "restauration physique".  C'est donc un problème politique : on se précipite à faire des actions coûteuses dans tous les sens (greensplashing) et sans résultats garantis (voir cette synthèse), on ne finance pas assez la connaissance et la surveillance, seules à mêmes d'indiquer les actions les plus utiles aux milieux.

Enfin, une petite remarque pour conclure sur les invertébrés. Le Ministère de l'Environnement accuse les seuils de réchauffer l'eau et d'accumuler des sédiments. Mais ce cocktail énergie-nutriment, on croit maintenant comprendre que c'est la base d'une productivité primaire accrue. Est-ce vraiment mauvais pour le vivant ? Rappelons que la méta-analyse de Mbaka et Mwaniki 2015 n'avait pas été capable de montrer que les seuils et petits ouvrages ont des effets négatifs sur les invertébrés, tout en soulignant que les connaissances manquent (études rares, protocoles pas toujours homogènes). La productivité ainsi que la richesse taxonomique / fonctionnelle des rivières selon leur nombre d'ouvrages mériteraient certainement d'être étudiées sur le réseau français. Cela nous éviterait une politique fondée sur la généralité non démontrée et la certitude déplacée de certains "experts" conseillant les décideurs...

Référence : Van Looy K et al (2016), Long-term changes in temperate stream invertebrate communities reveal a synchronous trophic amplification at the turn of the millennium, Science of The Total Environment, 565, 481-488