Le rôle historique des pollutions chimiques dans le blocage des poissons migrateurs de la Seine (Le Pichon et al 2020)

Attention une discontinuité peut en cacher une autre! Si certaines barrières physiques bloquent des poissons migrateurs à capacité insuffisante de nage et de saut pour les franchir, il en va de même avec des barrières de pollution chimique. Dans une étude passionnante d'histoire environnementale, des chercheurs français montrent que dans la seconde moitié du 20e siècle, la Seine était tellement polluée et pauvre en oxygène à l'aval de Paris que le parcours remontant des saumons, aloses et lamproies depuis l'estuaire était de toute façon compromis, d'autant que les barrages de navigation avaient des passes à poissons peu fonctionnelles. L'amélioration de la qualité de l'eau et la construction de nouvelles générations de passes à poissons permettent aujourd'hui le retour (encore timide) de migrateurs. Une bonne nouvelle, mais aussi une sérieuse relativisation de l'impact des ouvrages, surtout les petits ouvrages de l'hydraulique ancienne qui n'empêchaient pas la présence de migrateurs en amont de Paris, jusqu'au 19e siècle. En Seine-Normandie comme ailleurs, une eau de qualité doit être le premier objectif pour les humains, pour les poissons migrateurs comme pour le reste du vivant. 

La Seine de Paris à la mer, zone étudiée par les scientifiques, extrait de Le Pichon et al 2020, art cit. 

Céline Le Pichon et ses collègues (INRAE laboratoire Hycar, Sorbonne Université unité Metis), dont nous avions déjà recensé des travaux, s'intéressent à l'histoire de la continuité physique et chimique dans le bassin de la Seine. Leur travail, fondé sur l'exploration des archives des poissons migrateurs et la modélisation, aboutit à des observations particulièrement intéressantes.

En voici le résumé :

"Pour comprendre le sort à long terme des assemblages de poissons dans le contexte du changement global et pour concevoir des mesures efficaces de restauration dans la gestion des rivières, il est essentiel de considérer la composante historique de ces écosystèmes. Le bassin de la Seine, impacté par l'homme, est un cas pertinent qui a connu l'extinction des poissons diadromes au cours des deux derniers siècles et a récemment assisté à la recolonisation de certaines espèces. Un enjeu clé est de comprendre l'évolution historique de l'accessibilité de l'habitat pour ces espèces migratrices. 

Grâce à la disponibilité unique de sources historiques, principalement manuscrites de plusieurs types (projets d'ingénierie fluviale, cartes de navigation, bases de données papier sur l'oxygène, etc.), nous avons documenté et intégré, dans une base de données associée à un système d'information géographique, les modifications des barrières physiques et chimiques dans la Seine de la mer à Paris pour trois périodes (années 1900, 1970 et 2010). L'impact potentiel de ces changements sur les parcours de trois espèces migratrices qui ont des comportements migratoires différents - le saumon de l'Atlantique, l'alose et la lamproie marine - a été évalué par modélisation de la connectivité écologique, en utilisant une approche au moindre coût qui intègre la distance, les coûts et les risques liés aux obstacles. 

Nous avons constaté que l'accessibilité était contrastée entre les espèces, soulignant le rôle crucial du type de migration, de la période et du niveau de tolérance aux faibles valeurs d'oxygène dissous. La plus grande perturbation de la connectivité écologique était visible dans les années 1970, lorsque les effets de grandes zones hypoxiques étaient aggravés par ceux des déversoirs de navigation infranchissables (c.-à-d. sans passes à poissons). Étant donné que l'approche a révélé la contribution relative des barrières physiques et chimiques à la connectivité fonctionnelle globale, elle peut constituer un travail modèle pour évaluer le fonctionnement des grands écosystèmes fluviaux."

En 1850, les poissons migrateurs remontaient encore jusqu'assez haut dans les bassins de la Cure, de l'Aisne ou de la Marne. Cette carte montre les zones concernées en 1850 (bleu) et celles reconquises en 2018.

Extrait de Le Pichon et al 2020, art cit.

Pour rendre la Seine navigable, rehausser son cours par rapport au lit, des barrages ont été construits à partir du 19e siècle, soit avec des systèmes à aiguilles pour les plus anciens, soit avec des vannes et écluses pour les plus récents. Au total, cela représente environ 25 m de chute aménagée entre Paris et l'estuaire. Il y avait 10 ouvrages en 1900, réduits à 7 par la suite. La plupart de ces ouvrages ont été aménagés avec des passes dès le début du 20e siècle, qui ont été modernisées entre 1991 et 2017. Les premières passes n'étaient pas forcément fonctionnelles par rapport aux capacités des poissons concernés.

Ce schéma indique l'évolution des barrières physique (barrages de navigation et régulation, avec une centrale hydro-électrique) de la Seine entre 1900 et aujourd'hui, ainsi que leurs dispositifs de franchissement, extrait de Le Pichon et al 2020, art cit.

Lors de leur installation au 19e siècle, ces barrières physiques sans système de franchissement pour les poissons ont entraîné un déclin des migrateurs, comme le rappellent les chercheurs : "Au cours de la période 1850–1881, les déversoirs Martot et Amfreville / Poses les plus en aval (hauteur cumulée de 6,8 m sur 20 km seulement) sont connus pour avoir eu un impact majeur en réduisant l'accessibilité d'une grande partie du bassin. La construction des 12 premiers déversoirs de navigation (1846-1869), le retard de la plupart des constructions d'échelles à poisson (1880-1903) et leur faible efficacité ont conduit à l'effondrement des stocks de saumon de l'Atlantique dans les années 1900 et à la disparition de l'alose dans les années 1920".

Mais les barrières physiques ne sont pas tout. La migration demande des eaux de qualité, notamment en terme d'oxygène dissout (DO). Les seuils de 3, 4 et 6 mg/l sont considérés comme critique pour respectivement la lamproie, l'alose et le saumon. Cette mesure a été faite sur la Seine à partir de 1871 par le département chimique de l'Observatoire de Montsouris (22 stations de Paris à Rouen), puis par l'Agence de l'eau à compter de 1964 (41 stations de Paris à Honfleur). Or, suite aux pollutions massives ayant accompagné les 30 glorieuses et notamment les phase d'eutrophisation par phosphates et nitrates non traités, la qualité chimique de la Seine a été lourdement altérée.

Dans les années 1970, une large proportion des tronçons aval de la Seine formait ainsi des barrières chimiques. Cette infographie montre les niveaux à 2 périodes, avec l'exemple (en bas) des blocages du saumon par hypoxie dans les années 1970, extrait de Le Pichon et al 2020, art cit.

Les chercheurs rappellent cette période : "La perturbation cumulative de la connectivité écologique la plus élevée a été observée dans les années 1970 en raison du boom de l'après-guerre avec une période de forte industrialisation. La barrière chimique à longue distance dans l'estuaire de la Seine (et bien d'autres le long de la rivière) a concouru à la rénovation et à l'élévation des barrages sans passes à poissons, expliquant ainsi ce résultat. Le très faible niveau d'OD dans l'estuaire de la Seine était principalement lié aux apports de son bassin versant amont. Dans les années 1970, plus de la moitié des eaux usées produites par Paris étaient rejetées dans la Seine sans traitement. Des affluents comme l'Oise ne jouent plus le rôle de réoxygénation de la Seine. La modification de la qualité de l'eau était telle que l'extinction des espèces était considérée comme irréversible et l'idée de maintenir et de reconstruire les passes à poissons était abandonnée."

La continuité physique et chimique s'est aujourd'hui améliorée pour les saumons, aloses et lamproies. Comme l'observent Céline Le Pichon et ses collègues : "Dans les années 2010, des conditions d'oxygénation favorables ont été observées pour les trois espèces, et toutes les périodes de migration parallèlement à la construction d'une nouvelle génération de passes à poissons efficaces. Nos résultats confirment la tendance récente à l'absence de nouvelles périodes anoxiques longues dans la Seine et son estuaire depuis 2007 [61], conséquence des progrès réalisés dans les années 1990 en matière de traitement des eaux usées suite à la loi sur l'eau (1964). Dans le même temps, la loi sur la pêche de 1984 a relancé la construction de passages à poissons. Les «contrats de retour aux sources», qui proposaient les premiers plans de gestion des poissons migrateurs, ont été mis en place, et plusieurs associations de poissons migrateurs dans les bassins fluviaux français ont été créées. Dans ce contexte, une étude a défini la stratégie de retour du saumon atlantique sur la Seine au début des années 1990 [74], et le premier passage à poissons de Poses a été construit en 1991. La DCE de l'Union européenne et le Plan national pour la continuité écologique (2010) vient conforter ce tournant, et le renouvellement de la construction des passes à poissons s'est déployé lors de la récente rénovation des barrages de navigation. L'amélioration récente de l'accessibilité des voies de migration a très récemment conduit à la recolonisation spontanée de la Seine par des individus d'espèces de poissons migrateurs."

Les chercheurs concluent à la nécessité de développer des modèles historiques des bassins versants, dans lesquels la question climatique devra être prise en compte: "Un enjeu important pour la gestion durable des bassins fluviaux en Europe est d'intégrer les futurs scénarios de changement global. Le changement climatique aura des effets importants sur le bassin de la Seine, notamment en modifiant son régime d'écoulement. Cela affectera à son tour la future connectivité écologique des espèces qui recolonisent maintenant le bassin de la Seine. Par conséquent, la modélisation de ces effets est importante pour guider les futures actions de gestion. Les projections de la répartition des espèces en Europe et les scénarios d'évolution de la température dans le bassin de la Seine suggèrent la dimension favorable potentielle du bassin pour les aloses mais décroissante pour les salmonidés. Dans ce contexte, la priorisation des efforts de restauration de la connectivité écologique pourrait également consister à privilégier les affluents plus frais et les parties amont de la Seine, de l'Oise et de la Marne."

Discussion
Ce travail de recherche confirme les observations faites par de nombreux riverains âgés que nous avons interrogés, et qui situent tous le tournant de dégradation des eaux vers les années 1960-1970, sans lien particulier à des ouvrages en rivière (en tête de bassin), mais en lien direct avec les 30 glorieuses, les changements agricoles (mécanisation, engrais, début des pesticides), la consommation et la production de masse de nombreux produits incluant des composés de synthèse (voir les travaux sur la "grande accélération" de l'Anthropocène). Des travaux précurseurs menés vers cette même époque par des hydrobiologistes de tête de bassin versant, comme Jean Verneaux en Franche Comté, avaient aussi pointé en direction des dégradations chimiques pour expliquer la chute des taxons polluo-sensibles de poissons et d'insectes, même non migrateurs. Le rôle majeur des pollutions apparaît encore dans les analyses récentes d'hydro-écologie quantitative, qui placent les polluants et les usages des bassins versants en tête des facteurs explicatifs de baisse de qualité biologique des eaux (voir cette synthèse)

La position défendue par les associations de riverains sur ce sujet est donc confortée :

• traiter en priorité les pollutions chimiques et physico-chimiques afin d'avoir des eaux et des sédiments de qualité (mais aussi de respecter nos obligations européennes),
• assurer la ressource quantitative en eau, qui va être sous pression du climat, des usages et de la démographie des bassins versants,
• traiter les ouvrages hydrauliques au cas par cas, sur des rivières à espèces migratrices avérées à l'aval et avec zone amont propices à la reproduction, en choisissant des solutions "douces" et efficaces de franchissement, 
• mener cette politique de manière raisonnable et ciblée, car les poissons migrateurs sont loin de résumer toute la biodiversité aquatique, ne pourront probablement pas retrouver toute leur expansion passée et ne doivent pas absorber des fonds publics disproportionnés alors que l'écologie de la conservation a de nombreux autres enjeux.

Référence : Le Pichon C et al (2020 ), Historical changes in the ecological connectivity of the Seine river for fish: A Focus on physical and chemical barriers since the Mid-19th Century, Water, 12, 1352

L'état écologique des cours d'eau a régressé depuis le dernier SDAGE Loire-Bretagne, un échec majeur

Le bassin Loire-Bretagne a été pionnier pour engager des démantèlements de barrages en vue de faire revenir des saumons... qui ne sont généralement jamais revenus dans les tête de bassin de Loire et d'Allier, sauf sous forme de saumons d'élevage subventionné aux frais du contribuable. Ce même bassin tout acquis depuis 30 ans au dogme de la destruction des ouvrages hydrauliques vient de publier les résultats catastrophiques de son état des lieux des rivières et autres masses d'eau. Ainsi, les rivières en bon état écologique DCE sont 24% seulement en 2019, en baisse de 2 points par rapport au bilan quinquennal précédent. L'état chimique ne parvient toujours pas à être mesuré correctement de l'aveu de l'agence de l'eau. Et tout cela pour plus de 300 millions € de dépenses publiques par an. Au lieu de détruire des ouvrages, l'agence de l'eau doit urgemment mobiliser ces moyens sur ce que toute la littérature scientifique désigne comme causes majeures de dégradation de l'eau et des milieux: usages des sols du bassin versant, pollutions chimiques, excès de prélèvement de la ressource.  

L'agence de l'eau Loire-Bretagne a — discrètement — publié l'état des lieux de ses eaux de surface et eaux souterraines, noyé au sein d'un compte-rendu des délibérations de son comité de bassin.

Les résultats sont franchement mauvais par rapport aux objectifs de la directive-cadre européenne sur l'eau (DCE 2000).

- 24 % seulement des cours d'eau sont en bon ou très bon état écologique, alors que l'objectif était 100% en 2015 (prorogé 2021, prorogé 2027);

- les cours d'eau sont notamment déclassés en raison du carbone dissous COD (46 %), du phosphore (phosphore total pour 33 % et PO4 3- pour 19 %), des pesticides (29%), du taux de saturation en oxygène (32 %) et l'oxygène dissous (23 %), des nitrates (7,5 %);

- l'état chimique est toujours mal caractérisé, 20 après l'adoption de la DCE, l'agence reconnaissant : "force est de constater que si de gros progrès ont été faits depuis maintenant 15 ans, il est encore impossible de définir un état chimique avec certitude" ;

- dans la présentation assez obscure qui est en faite, il est ressort que des polluants ubiquistes comme les HAP (résidus de combustion) ou le mercure atteignent un niveau déclassant de qualité dans la plupart des mesures réalisées. De même, une contamination généralisée des sédiments par l'un ou l'autre des polluants hydrophobes (plomb, nickel, cadmium, DEHP, 4-ter-octylphénol et certains hydrocarbures aromatiques polycycliques) est observée.

- les cours d'eau en bon état écologique étaient estimés à 26% voici 5 ans, 24% aujourd'hui. L'agence de l'eau explique cela par de meilleures mesures... ce qui n'explique rien, sinon que les chiffres avancées manquaient de rigueur.

A ce triste bilan, les rédacteurs de cet état des lieux préparatoire du SDAGE 2022 ajoutent des assertions générales fantaisistes sur les ouvrages hydrauliques, ne prenant aucun enseignement des travaux de recherche publiés depuis 10 ans à ce sujet, continuant à véhiculer diverses assertions inexactes et trompeuses, dressant un portrait à charge dénué de toute mesure de terrain et de toute référence scientifique.

Ce comportement est proprement scandaleux, l'expertise administrative égare ici les élus et les citoyens.

Alors que le gouvernement a demandé une "politique apaisée de continuité écologique", un certain nombre de fonctionnaires de l'eau ne changent manifestement rien de leurs mauvaises habitudes et de leurs mauvais choix ayant donné de si piètres résultats. L'association Hydrauxois et ses consoeurs de la CNERH préparent donc une saisine du préfet, du comité et des parlementaires de bassin Loire-Bretagne pour faire constater ce problème manifeste et exiger une préparation du SDAGE 2022 montrant un minimum de rigueur intellectuelle.

Aujourd'hui, 35 associations sont en contentieux contre le programme d'intervention 2019-2024 de cette agence, qui dilapide l'argent public à détruire des ouvrages hydrauliques pendant qu'elle ne parvient à aucun résultat face aux eaux polluées et à l'état écologique dégradé.

Source : Comité de bassin, séance plénière du 12 décembre 2019, Etat des lieux du bassin Loire-Bretagne, 6-366

A lire sur le même thème :
En Seine-Normandie, plus des deux-tiers des cours d'eau et des nappes en mauvais état chimique et écologique

Agriculture, urbanisation, climat et baisse des indices de qualité piscicole en France (Bayramoglu et al 2020)

Une étude menée par 3 chercheurs de l'Inra montre que la dégradation de l'indice de qualité piscicole (IPR) des rivières, lacs et estuaires est corrélé à des formes d'agriculture plus intensives et à l'urbanisation, alors que la préservation des forêts produit l'effet contraire. De manière intéressante, la pente des terrains fait aussi varier l'impact agricole, qu'il s'agisse de culture ou d'élevage. Les prévisions climatiques risquent d'aggraver cette évolution, de sorte que les chercheurs appellent à une réflexion plus intégrée sur les politiques de l'eau. Toutes les études précédentes ont montré que l'occupation des sols des bassins versants est le premier prédicteur de qualité des rivières et de leurs milieux. Ce qui conforte notre conviction de l'inanité de détruire des milieux aquatiques anciens (moulins, étangs), intégrés dans le biotope local et sans lien à la baisse des indices DCE au lieu de traiter des pollutions fondées sur des modèles non durables de développement. 

L'IPBES (Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services), instance internationale spécialisée en évaluation de la biodiversité et des services écosystémiques, a considéré dans son dernier rapport que plus de la moitié des services de régulation des milieux naturels ont été perdus en Europe et en Asie au cours des 60 années écoulées. Le GIEC-IPCC (International Panel on Climate Change) suggère pour sa part que le climat devrait devenir le premier moteur des changements écologiques d'ici le milieu du siècle, en raison du réchauffement et des perturbations des régimes de précipitation. Les milieux aquatiques sont concernés par ces évolutions, puisqu'ils sont soumis à des pressions convergentes : besoin en eau plus important de la société, réchauffement, pollutions diverses, recalibrages des lits. Moins de la moitié des masses d'eau françaises sont aujourd'hui en bon état écologique et chimique au sens de la directive européenne sur l'eau. Et malgré les efforts entrepris, la progression est faible depuis deux décennies.

Basak Bayramoglu et deux collègues ont utilisé les données françaises sur la qualité piscicole (Indice poissons rivières) pour analyser leur association aux usages des sols des bassins versants. Ils ont aussi comparé avec les effets attendu du climat sur la forêt.

Voici les principales conclusions des chercheurs

"Le statut de certains cours d'eau en France est très dégradé, illustré par une baisse de la qualité et de la quantité d'eau et des changements dans la distribution et la structure du biote aquatique. Les populations françaises de poissons d'eau douce ont souffert de la dégradation et de la destruction des milieux naturels, et de la pollution. Les pressions sur les écosystèmes d'eau douce sont principalement induites par l'homme, et entraînées par l'utilisation des sols et le changement climatique. L'objectif de cet article était d'évaluer dans quelle mesure l'utilisation des sols et leur adaptation aux changements climatiques affectent les écosystèmes d'eau douce en France.

Nous avons utilisé des données sur les parts d'utilisation des sols (agriculture, pâturage, forêt, urbain et autres) et sur l'indice de qualité piscicole (IPR), un indicateur de l'état écologique des eaux de surface, mesuré pour différentes rivières françaises observées entre 2001 et 2013. Nous avons estimé deux modèles: un modèle économétrique spatial de partage de l'utilisation des sols et un modèle statistique de l'IPR sur panel spatial. Le modèle de partage de l'utilisation des sols décrit comment celle-ci est affectée par des facteurs économiques, pédoclimatiques et démographiques, tandis que le modèle IPR explique la distribution spatiale et temporelle du score par l'utilisation des sol et les variables pédoclimatiques.

En ce qui concerne les effets des utilisations alternatives des sols, nos résultats d'estimation révèlent que les rivières dans les zones avec plus de terres agricoles, de pâturages et d'occupations urbaines par rapport à la forêt sont associées à une biodiversité d'eau douce plus faible. Ils montrent également que l'effet néfaste du secteur agricole (cultures et pâturages) est plus important que celui de l'utilisation des terres urbaines sur la biodiversité des eaux douces. Concernant les effets des options de gestion des sols, nos estimations fournissent des résultats intéressants. Ils montrent que les cultures intensives et les pâturages à forte pente réduisent le plus la biodiversité d'eau douce par rapport à l'usage forestier des terres. (...)

Sur la base de nos résultats d'estimation, nos simulations montrent que l'adaptation de l'utilisation des sols au changement climatique réduit la biodiversité d'eau douce. La perte de biodiversité est plus importante dans le cas d'un scénario de changement climatique plus pessimiste. Nous avons également discuté de la façon dont deux options politiques de contrôle pourraient aider à améliorer la biodiversité des eaux douces et à atténuer les effets néfastes des changements climatiques sur cette biodiversité. Ces options politiques sont une norme pour l'utilisation d'engrais azotés dans l'agriculture et une norme pour la densité du bétail dans les pâturages. Nos simulations montrent que la politique agricole permettrait à la France de se conformer à la DCE de l'UE dans le climat actuel. Cependant, aucune des deux politiques ne rend la conformité avec la DCE de l'UE dans les scénarios de changement climatique. Cela indique que la simulation des simples effets des politiques publiques sans inclure les effets du changement climatique conduirait à une surestimation des avantages de ces politiques. Ceci, à son tour, pourrait introduire un biais en termes de recommandations d'action politique au sein de la DCE de l'UE."

Ce tableau donne les résultats du modèle utilisé.

Extrait de Bayramoglu et al 2020, art cit.

La colonne "FBI elasticity" donne l'impact relatif. Par exemple, en première ligne, 1% d'usage agricole des sols (ici haute intensité et faible pente) signifie une dégradation de 0,158% de l'indice de qualité piscicole.

Les cinq premiers impacts sont par ordre décroissant (entre parenthèse indice de confiance, résultat d'autant plus robuste que l'indice est faible) : l'agriculture à haute intensité et faible pente (p<0,05), l'élevage à haute intensité et pente forte (p<0,05), l'agriculture à haute intensité et pente forte (p<0,1), l'élevage à basse intensité et pente forte(p<0,05), l'urbanisation(p<0,001). Le lien à l'urbanisation est le plus significatif. Seul l'élevage à faible intensité et faible pente est associé à un effet positif (mais non significatif)

Discussion
Tout travail de modélisation a ses limites, en particulier dans un domaine complexe comme l'écologie. Toutefois, les études menées en hydro-écologie quantitative depuis une dizaine d'années convergent toutes vers la même conclusion : le premier prédicteur de dégradation des mesures de biodiversité (poissons, invertébrés) comme de qualité de l'eau est l'occupation des sols du bassin versant (voir par exemple Dahm et al 2013, Villeneuve et al 2015, Corneil et al 2018). D'autres facteurs sur lesquels on insiste beaucoup en France, comme par exemple la densité de barrages, n'ont pas d'effet significatif, voire dans certains travaux des effets positifs (par exemple Kuczynski et al 2018, Anderson et al 2019, Peoples et al 2020). Les choix français en écologie et hydrologie semblent avoir été bruités par des agrégations de différentes politiques, dont certaines héritées d'enjeux anciens du 20e siècle, sans réelle réflexion sur les priorités nées de l'évolution rapide des bassins versants, sans anticipation du changement climatique et sans données suffisantes pour justifier les interventions.

Les agences de l'eau, principal financeur des politiques publiques sur les bassins versants, doivent donc orienter les aides vers ce que la science décrit comme des impacts majeurs, et non pas dilapider cet argent pour des sujets secondaires. La France est en retard dans l'application de la directive cadre européenne sur l'eau, les progrès du bon état chimique comme écologique de l'eau sont très lents. Si l'on n'adosse pas les interventions à la connaissance scientifique, pourquoi s'en étonner? La recherche a abondamment montré à compter des années 1970 que la rivière ne peut plus être considérée comme un milieu indépendant de son bassin. Mais nous sommes souvent restés au stade de l'énoncé, sans étudier les dynamiques réelles de ces bassins. On ne peut agir qu'avec des modèles de compréhension de chaque rivière, et déjà des bases de connaissances sur les déterminants nombreux de la qualité de l'eau et des milieux.

Référence : Bayramoglu B et al (2020), Impacts of land use and climate change on freshwater ecosystems in France, Environmental Modelling & Assessment, 25, 147–172

Des tonnes de micro-polluants liés aux plastiques sont charriées par le Rhône (Schmidt et al 2020)

Une équipe de chercheurs d'Aix-Marseille a quantifié pour la première fois les additifs aux plastiques présents dans le fleuve Rhône, comme les phtalates ou les bisphenols. Ces substances sont des reprotoxiques ou des perturbateurs endocriniens qui affectent la santé des organismes aquatiques, même à petites doses et avec des effets cocktail. Entre 5 et 50 tonnes ont été comptabilisés sur une campagne d'une année. Les chercheurs observent que ces polluants sont peu ou pas comptabilisés dans la surveillance des fleuves et estuaires par la directive européenne sur l'eau. Nous déplorons de longue date cette carence, les gestionnaires de l'eau ayant parfois développé en France des idées fantaisistes sur une "auto-épuration" des rivières au lieu de s'attaquer à la source des pollutions, notamment à tous les micro-polluants émergents. 

Les polluants comme les esters organophosphorés, les phtalates  et les bisphénols sont présents partout dans notre environnement depuis des décennies, et particulièrement dans les rivières. Ils proviennent des détergents, des peintures et vernis, des textiles, des emballages alimentaires et, tout particulièrement, des plastiques. La directive cadre européenne n'impose que peu de quantification de leur présence dans les eaux de surface, alors que des travaux nombreux ont montré leurs effets sur le développement et la santé des organismes.

Natascha Schmidt et ses collègues (U. Aix-Marseille, IRD, CNRS) ont quantifié sur un an les pollutions charriées par le Rhône et finissant dans la Méditerranée. "Les rivières sont connues pour être des vecteurs de débris plastiques (Horton et al 2017; Schmidt et al 2017), des contaminants hérités tels que les biphényles polychlorés (PCB) (Herrero et al 2018) et des contaminants considérés comme préoccupants, comme les pthtalates (Paluselli et al 2018a). Sánchez-Avila et al (2012) ont conclu que les rivières (ainsi que les usines de traitement des eaux usées) sont la principale source de micropolluants organiques, y compris les BP et les PAE, sur la côte nord-ouest de la Méditerranée."

Voici le résumé de leur travail :

"Nous présentons ici une étude approfondie (échantillonnage régulier sur 1 an) sur la présence de grandes familles d'additifs plastiques organiques dans les eaux de surface du Rhône. Les sources potentielles et l'exportation de contaminants sont également discutées. Un total de 22 échantillons en phase dissoute ont été analysés pour 22 additifs organiques principalement utilisés dans l'industrie plastique, y compris les esters organophosphorés (OPE), les phtalates (PAE) et les bisphénols (BP). Nos résultats indiquent que les PAE étaient la classe la plus abondante, avec des concentrations allant de 97 à 541 ng/L, suivis des OPE (85-265 ng/L) et des BP (4-21 ng/L). Parmi les PAE, le phtalate de diéthylhexyle (DEHP) était le composé le plus abondant, tandis que le TCPP (phosphate de tris (1-chloro-2-propyle)) et le TnBP (phosphate de tri (n-butyle)) étaient les OPE prédominants. Le bisphénol S était le seul BP détecté. On estime que 5 à 54 tonnes métriques par an d'additifs plastiques organiques dissous préoccupants sont exportés vers le golfe du Lion par le Rhône, qui est la principale source d'eau douce de la mer Méditerranée."

Des tonnes de polluants sont donc charriées par nos rivières et nos fleuves, sans que ce sujet fasse l'objet d'un suivi précis des autorités en charge de l'environnement. Il est dommageable d'avoir des politiques publiques fondées sur de telles carences de connaissances, en particulier quand ces politiques publiques doivent préciser l'origine de la perte de qualité écologique des rivières, des lacs, des retenues et des estuaires, afin de faire les bons choix d'intervention et d'investissement.

Référence : Schmidt N et al (2020), Occurrence of organic plastic additives in surface waters of the Rhône River (France), Environmental Pollution, 257, 113637

Le bilan biogéochimique des barrages, au-delà des idées reçues (Maavara et al 2020)

Sept chercheurs publient dans une revue de référence une synthèse des connaissances sur les effets biogéochimiques des barrages. Ils soulignent notamment que les ouvrages ont tendance à éliminer les excès de nutriments (azote, phosphore), parfois au détriment de leur réservoir qui devient eutrophe, mais au bénéfice du bassin versant et des estuaires. Le bilan carbone est complexe, dépendant de la superficie, de la latitude et de la température, les tropiques étant défavorables par rapport aux zones tempérées et boréales. Les successions de petits barrages peuvent avoir des effets plus intéressants qu'un grand barrage selon les paramètres que l'on veut améliorer dans un bassin versant. Ces chercheurs soulignent aussi que la destruction des barrages est susceptible d'avoir des effets négatifs, attestés par des retours d'expérience : excès de nutriments, de polluants et d'émission carbone. Ces points sont totalement absents dans la planification et le suivi de la politique française de continuité écologique, qui a au contraire mis en avant des arguments fantaisistes et trompeurs, comme la soi-disant "auto-épuration" des cours d'eau par destruction d'ouvrages. Nous devons cesser d'agir sans savoir, exiger une politique des rivières informée par des données et des preuves.

Taylor Maavara et ses six collègues proposent dans la revue Nature reviews, Earth & Environment une synthèse des connaissances sur les impacts biogéochimiques des barrages. Leur travail est notamment motivé par la forte croissance de la construction de barrages dans le monde, en raison de la transition énergétique bas-carbone pour prévenir le changement climatique. Le barrage fluvial est pratiqué depuis des millénaires, les premiers ouvrages ayant été construits en 2000 avant notre ère dans l'empire égyptien. Le nombre de barrages a augmenté régulièrement avant la Seconde Guerre mondiale, rapidement par la suite, atteignant un pic dans les années 1960 et 1970 en Amérique du Nord et en Europe occidentale. Une deuxième vague de construction de barrages a commencé au début des années 2000, avec plus de 3 700 barrages hydroélectriques planifiés ou en construction dans le monde, pour ceux qui ont une capacité de production supérieure à 1 mégawatt (MW).

Le cycle des nutriments dans une retenue évoluant dans le temps, source Maavara et al 2020, art cit.

Voici d'abord le résumé des points essentiels que mettent en avant les chercheurs :

"- L'élimination des nutriments dans les réservoirs de barrage modifie les cycles biogéochimiques globaux, avec des conséquences sur la structure et le fonctionnement de l'écosystème le long des réseaux fluviaux.
- L'importance globale des réservoirs en tant que sources et/ou puits de gaz à effet de serre reste fortement débattue.
- Le temps de résidence hydraulique du réservoir peut être utilisé pour développer des relations simples et prédire les éliminations des nutriments, bien que les petits réservoirs puissent avoir de grandes efficacités d'élimination.
- Les stratégies de gestion des barrages ont un impact sur le cycle des nutriments à toutes les phases du cycle de vie d'un barrage, y compris son effacement."

Dans le détail, cette publication comporte de nombreux point intéressants.

Les nutriments, tels que le carbone (C), l'azote (N), le phosphore (P) et le silicium (Si), sont transportés et transformés le long de ce que Maavara et ses collègues nomment le "continuum aquatique terre-océan" (LOAC), formant la base des réseaux alimentaires en eau douce et marine. Les réservoirs de barrage agissent comme des réacteurs "au sein du flux", augmentant le temps de séjour le long du continuum.

Les auteurs remarquent : "Ces augmentations du temps de séjour des nutriments améliorent leurs transformations des formes dissoutes aux formes particulaires à travers la productivité primaire ou l'adsorption, la sédimentation et la rétention, et l'élimination gazeuse et/ou la fixation atmosphérique des nutriments dans les réservoirs. Selon les objectifs locaux ou régionaux de gestion des nutriments, le renforcement du cycle biogéochimique et l'élimination dans les réservoirs peuvent être considérés soit comme un avantage (par exemple, le réservoir réduit le flux de nutriments en aval vers les masses d'eau eutrophiques) ou comme un problème (si le réservoir lui-même souffre de eutrophisation ou si elle altère la stœchiométrie des nutriments de telle sorte qu'elle favorise l'eutrophisation en aval)."

Une précision est apportée sur les petits barrages, qui contribuent eux aussi à cette auto-épuration des nutriments:

"Bien qu'il existe généralement une relation positive entre l'ampleur de l'élimination des nutriments et le temps de résidence d'un réservoir, les petits réservoirs peuvent avoir une réactivité biogéochimique disproportionnellement élevée par unité de surface ou de temps. Par exemple, la constante de vitesse de décomposition OC (kOC) du premier ordre, qui décrit la réactivité par unité de temps, augmente à mesure que le temps de résidence diminue. Lorsqu'elle est mise à l'échelle, cette relation entraîne une diminution des constantes de vitesse de minéralisation du carbone organique avec la distance le long du continuum terre-océan; cette diminution est due à la décomposition de matériaux hautement réactifs dans les cours d'eau d'amont à faibles temps de résidence et au transport subséquent en aval des matériaux moins labiles vers des plans d'eau plus grands avec des temps de résidence plus élevés. Par exemple, dans une analyse de plus de 200 lacs et réservoirs, des relations inverses entre le temps de résidence et les constantes de vitesse d'élimination pour le phosphore total, l'azote total, le nitrate et le phosphate ont été identifiées. Étant donné que les petits plans d'eau ont de très faibles débits, les flux absolus de nutriments ont toujours tendance à être faibles, mais lorsque de nombreux petits réservoirs sont reliés le long du continuum terre-océan, leur capacité d'élimination des nutriments peut être élevée. Le mécanisme responsable d'une plus grande réactivité des nutriments dans les petits plans d'eau a été attribué à l'augmentation du rapport surface de contact interface sédiment-eau par rapport au volume à mesure que la taille du plan d'eau diminue"

Faut-il préférer une succession de petits barrages à un grand barrage? Les scientifiques n'excluent pas l'option :

"Une question clé en suspens est de savoir si la construction d'une série de petits barrages en cascade au lieu d'un seul grand barrage est préférable pour l'environnement. Les preuves suggèrent que plusieurs petits réservoirs avec des temps de résidence hydraulique qui correspondent au même temps qu'un seul grand réservoir élimineront les nutriments et réduiront les charges de nutriments en aval plus efficacement qu'un seul grand réservoir. Des «pré-barrages» (petits barrages en amont) qui réduisent les charges de nutriments dans les réservoirs en aval ont parfois été construits pour atténuer les problèmes d'eutrophisation en aval. Il est possible d'utiliser davantage des barrages ou des pré-barrages pour atténuer les problèmes d'eutrophisation côtière, en particulier s'il est fortement nécessaire de réduire les charges de P. L'incertitude avec cette approche est que les pré-barrages peuvent simplement servir à aggraver les problèmes d'eutrophisation plus en amont, tout en amplifiant davantage les autres changements écosystémiques associés à la régulation des cours d'eau. Les preuves de l'efficacité du pré-barrage sont également mitigées - même avec une conception soignée axée sur la maximisation de la rétention de P et de N dans les pré-barrages en amont des réservoirs d'eau potable allemands, il a été recommandé que les pré-barrages soient vidés et dragués tous les 5 à 10 jours afin de rester efficace. Enfin, il existe peu d'informations disponibles sur l'élimination de chaque élément nutritif les uns par rapport aux autres dans les petits systèmes."

Concernant les gaz à effet de serre, le bilan des barrages est complexe.

Les estimations mondiales des émissions de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4) des surfaces des réservoirs varient considérablement car les chercheurs n'ont pas les mêmes bases de superficie des réservoirs, ni les mêmes modèles.

"Sur la base d'une surface mondiale de réservoir de 1,5 × 106 km2, on a estimé que 273 Tg C CO2/an et 52 Tg C CH4/an sont émis par les réservoirs chaque année. En utilisant une zone de réservoir mondiale de 3,05 × 105 km2, les émissions ont été estimées à 36,8 Tg C CO2 an − 1 et 13,3 Tg C CH4 an − 1. Pour les réservoirs mondiaux d'hydroélectricité (superficie = 3,4 × 105 km2), les émissions annuelles sont estimées à 48 Tg C sous forme de CO2 et 3 Tg C sous forme de CH4. Cependant, tout le carbone éliminé dans les réservoirs n'est pas converti en gaz à effet de serre, car l'enfouissement du carbone organique (OC) dans les réservoirs mondiaux a été estimé à 26 Tg C /an (superficie = 3,05 × 105 km2), 60 Tg C /an (superficie = 3,5 × 105 km2), 160–200 Tg C/an (superficie = 4,0 × 105 km2) et 290 Tg /an (superficie = 6,6 × 105 km2). Par unité de surface, ces flux d'émissions mondiaux se situent dans une marge plus petite, avec des émissions mondiales allant de 120 à 181 g C CO2/m2/an et des émissions allant de 35 à 44 g C CH4/m2/an. A l'inverse, les flux d'enfouissement surfaciques varient considérablement, de 85 à 500 g C/m2/an"

Au sein de ces estimations mondiales, des différences notables dans les émissions de gaz à effet de serre des réservoirs sont observées au niveau régional. "Les émissions de carbone gazeux des réservoirs des régions tropicales sont généralement plus élevées que les émissions des réservoirs boréaux et tempérés, en partie en raison de leurs grandes surfaces, des volumes élevés de biomasse et de CO du sol inondées et des températures de l'eau plus chaudes", soulignent les chercheurs.

Les scientifiques soulignent également divers problèmes liés aux effacements de barrage.

L'effacement des barrages peut relarguer des quantités importantes de gaz à effet de serre (GES): "les zones d'inondation nouvellement créées (ou recréées), avec des sédiments riches en matières organiques et des variations fréquentes des niveaux d'eau, pourraient également devenir des points chauds pour les émissions de GES après la suppression d'un barrage. Cette idée est attestée par l’ampleur des émissions hypothétiques d’équivalent CO2 des dix plus grands réservoirs des États-Unis une fois qu’ils sont effacés: après 100 ans de barrage, les émissions post-démantèlement dépasseraient de neuf fois celles des émissions du réservoir sur sa durée de vie. À l'heure actuelle, aucune stratégie pour éviter cette conséquence de l'enlèvement du barrage n'a été élaborée."

Autre risque, la remobilisation des nutriments et contaminants, y compris des polluants persistants comme le PCB. "L'héritage des éléments nutritifs et contaminants, généralement défini comme les éléments ou les composés qui restent dans le paysage ou le système au-delà d'un an après leur application, s'accumulent dans les sédiments du réservoir au cours de la durée de vie d'un barrage, puis sont érodés en aval en raison de l'augmentation des débits lors de la suppression des barrages. La remobilisation et les impacts en aval de la remobilisation des éléments nutritifs et des contaminants hérités sont de plus en plus reconnus et discutés dans le contexte de la construction et de l'élimination des barrages. Par exemple, les effets des contaminants hérités ont été observés à New York, aux États-Unis, où l'utilisation industrielle de biphényles polychlorés (PCB) à Fort Edward et à Hudson Falls a entraîné une accumulation de PCB dans les sédiments du réservoir au-dessus du barrage hydroélectrique de Fort Edward. Ces contaminants hérités ont été mobilisés et libérés en aval après le retrait du barrage en 1973, et le transport des PCB continue d'être documenté aujourd'hui, malgré des efforts massifs de restauration"

Au final, les chercheurs plaident pour une approche équilibrée des coûts et bénéfices au plan biogéochimique :

"Les discussions qui présentent tous les barrages comme problématiques ne sont pas productives, tout comme les discussions qui louent les barrages en tant que source d'énergie durable la plus viable à l'ère du changement climatique sont trompeuses. Il est peu probable que le barrage des rivières pour produire de l'énergie, contrôler les inondations et équilibrer la distribution inégale de l'eau au fil du temps ne s'arrête pas. Si des barrages sont construits sans tenir compte de leurs impacts sur le cycle des éléments nutritifs, les modifications des ratios d'éléments nutritifs côtiers, l'augmentation de la prévalence des efflorescences d'algues, les émissions de GES inutilement importante, le remplissage et l'eutrophisation des réservoirs continueront probablement. Cependant, la construction et la gestion responsables des barrages - de la conception à la déconstruction, et dans le contexte de l'ensemble du bassin versant - peuvent être réalisables en équilibrant les impacts environnementaux des barrages avec les services qu'ils fournissent. Sur la base des impacts biogéochimiques du barrage discutés dans cette revue, nous postulons que la biogéochimie du continuum terre-océan devrait être considérée à chaque étape du cycle de vie d'un barrage, et idéalement pendant sa conception et sa planification".

Discussion
Ces travaux mettent de nouveau en lumière des éléments qui sont systématiquement gommés en France dans la gestion des ouvrages hydrauliques, au profit d'une "novlangue" administrative simpliste:

• les travaux de recherche (nombreux) sur les grands barrages et ceux (rares) sur les petits barrages ne donnent pas toujours les mêmes résultats, ils sont contexte-dépendants, ce qui interdit des généralisations comme on en lit bien trop dans le discours public;
• certaines assertions qui ont été avancées, comme l'auto-épuration des rivières par suppression de barrages, se confirment être erronées voire manipulatrices. Les nutriments en excès sont un problème de source des pollutions dans les bassins et à tout prendre, les barrages en permettent la gestion plus fine, avec un rôle plus positif que négatif de dépollution des eaux;
• le bilan carbone et donc d'effet de serre est tout aussi complexe, il va dépendre des paramètres locaux (latitude, végétation, température), et le fait que des réservoirs puissent avoir des bilans négatifs suggèrent qu'il faut les rentabiliser au maximum (principe du multi-usage pour l'eau potable, l'irrigation, l'énergie, le soutien d'étiage) et réfléchir avant leur construction (même si le problème est surtout aigu en zone tropicale et en réservoir à végétation noyée);
• l'effacement des barrages est loin d'être anodin, il peut avoir des effets négatifs sur les excès de nutriments, sur les polluants et sur l'effet de serre.

Un incroyable amateurisme a entouré depuis 10 ans la réforme de continuité écologique en France. Nous devons en sortir, exiger une planification publique à bases scientifiques sérieuses, et non à propos militants sur des idéaux de "nature sauvage". Il faut déjà des mesures physiques, chimiques et biologiques bien plus nombreuses, mais aussi de vrais modèles d'interprétation de ces données par bassin, avec des réflexions collectives qui ne soient pas une simple langue de bois fondée sur la répétition de préjugés, d'approximations et d'imprécisions.

Référence : Maavara T et al (2020), River dam impacts on biogeochemical cycling, Nature reviews, Earth & Environment, 1, 103–116

La Commission européenne demande aux Etats de traiter en priorité la pollution de l'eau

La Commission européenne vient de publier un bilan de qualité de la directive européenne (DCE) sur l'eau adoptée en 2000. Son orientation pour l'avenir est claire: "le domaine principal dans lequel des améliorations et de meilleurs résultats sont possibles est celui des produits chimiques". Il n'y a aucune insistance sur la dimension morphologique des cours d'eau, contrairement à ce que prétend l'administration française. L'analyse de la Commission est confirmée par les travaux de la recherche scientifique ayant montré que les polluants sont toujours et de loin les premiers prédicteurs de dégradation de l'eau et du vivant. La France va-t-elle continuer à financer des aberrations comme la destruction des moulins, étangs, canaux, barrages alors que nous avons déjà pris énormément de retard sur les pesticides, les eaux résiduaires, les polluants diffus issus du ruissellement routier et agricole, les toxiques émergents? L'argent public est rare: il doit servir aux priorités écologiques démontrées et à l'intérêt général, pas à détruire le patrimoine de l'eau et ses milieux en place.

La Commission européenne vient de publier un "bilan de qualité" de la directive-cadre sur l’eau (DCE) et d'autres directives filles:: directive sur les normes de qualité environnementale (DNQE); directive sur la protection des eaux souterraines; directive inondations. Malgré la non-atteinte des objectifs de qualité chimique et écologique fixés en 2000, la Commission considère que ses textes normatifs "sont adaptées à leur finalité" et ont permis "un enrichissement notable de la base de connaissances relative aux écosystèmes aquatiques dans l’UE".

Concernant les "perspectives d’avenir" et "enseignements tirés", la Commission européenne insiste sur les pollutions chimiques. Voici son avis:

"Sur la base des constats opérés, on peut s'attendre à ce que les progrès vers un bon état soient lents mais constants. La lenteur des progrès peut s'expliquer par les facteurs susmentionnés, outre les longs délais dont la nature a besoin pour réagir aux mesures. Il est également plus difficile de rendre les progrès visibles en raison du principe «one-out-all-out» (principe du paramètre déclassant) qui sous-tend la protection globale des masses d’eau et des écosystèmes, en vertu duquel le bon état n’est pas reconnu si l'un quelconque des paramètres pertinents n’est pas satisfaisant. En ce qui concerne les défis à venir, le présent bilan de qualité conclut que la directive-cadre sur l’eau est suffisamment contraignante à l'égard des pressions à traiter, tout en étant suffisamment souple pour renforcer sa mise en œuvre, le cas échéant, pour pouvoir appréhender de nouveaux défis qui ne sont pas mentionnés dans la directive, et notamment le changement climatique, la rareté de l’eau et les nouveaux polluants préoccupants (tels que les microplastiques et les produits pharmaceutiques).

Le domaine principal dans lequel des améliorations et de meilleurs résultats sont possibles est celui des produits chimiques. Bien qu'il soit avéré que la DCE, la DNQE ( directive sur les normes de qualité environnementale) et la directive sur la protection des eaux souterraines ont permis de réduire la pollution chimique des eaux de l’UE, l’analyse met en évidence trois domaines dans lesquels le cadre législatif actuel n’est pas optimal:

- les différences entre les États membres sont beaucoup plus importantes que ne le justifient les spécificités nationales [différences entre les listes de polluants locaux (polluants spécifiques aux bassins hydrographiques et polluants représentant un risque pour les masses d’eau souterraines) et les valeurs limites que ceux-ci ne devraient pas dépasser];

- la mise à jour de la liste des substances prioritaires (c'est-à-dire l’ajout ou le retrait de substances et des normes de qualité correspondantes) est un processus de longue haleine, en partie parce qu’il faut du temps pour rassembler les preuves scientifiques nécessaires et en partie en raison de la procédure législative ordinaire;

- la DNQE et la directive sur la protection des eaux souterraines évaluent le risque pour les personnes et l’environnement en se basant principalement sur des substances individuelles, sans tenir compte des effets combinés des mélanges et ne couvrent, inévitablement, qu’une partie infime des substances présentes dans l’environnement.

La prochaine série de programmes de mesures jouera un rôle essentiel dans la réalisation des progrès nécessaires en vue d'atteindre les objectifs environnementaux à l'horizon 2027. Plus de la moitié de toutes les masses d’eau européennes faisant actuellement l’objet d’exemptions, les défis que doivent relever les États membres sont plus que substantiels. Après 2027, les possibilités d’exemption seront réduites, étant donné que des reports d'échéances au titre de l’article 4, paragraphe 4, ne peuvent être autorisés que si toutes les mesures ont été mises en œuvre, mais les conditions naturelles sont telles que les objectifs ne peuvent être atteints d'ici 2027. La Commission devra continuer à travailler avec les États membres et à les aider à améliorer la mise en œuvre des directives au coût le plus faible possible, par exemple en partageant les meilleures pratiques en matière de récupération des coûts, de réduction des émissions de polluants à la source, d’infrastructure verte et autres."

La France va-t-elle corriger ses erreurs? 
Ce texte permet de constater le décalage entre les options européennes et les choix français. Notre pays est particulièrement soumis à des pollutions chimiques en raison de sa forte activité agricole, outre les polluants venus des consommations domestiques, des transports routiers, des activités industrielles. Or, il n'existe pas de politique intégrée en ce domaine : les syndicats de rivières et EPTB tendent à traiter de la morphologie alors que d'autres acteurs sont en charge des pressions agricoles ou des  eaux résiduaires. Il a été montré par la recherche en hydro-écologie que les pollutions chimiques restent les premiers facteurs de dégradation de la DCE (Villeneuve et al 2015, Corneil et al 2018), ce qui s'observe dans d'autres pays que la France (Dahm et al 2013, Lemm et Feld 2017).

L'assertion selon laquelle la restauration morphologique locale de la rivière peut apporter une contribution forte à son état de qualité DCE n'est pas vérifiée: au contraire, de nombreux travaux de recherche montrent que cette action est défaillante à garantir l''atteinte d'objectifs écologiques, car les déterminants chimiques, physiques et biologiques sont multi-échelles, une action locale ne corrigeant pas une dégradation plus générale du bassin versant (voir cette synthèse, Hiers et al 2016, Malhum et al 2017, Zingraff-Hamed 2018, England et Wilkes 2018).

La recherche scientifique comme la Commission européenne convergent donc: la France devrait porter ses efforts sur les pollutions chimiques et sur les usages des sols des bassins versants. Nous attendons que l'administration de l'eau l'admette et change en conséquences ses priorités de financement comme ses méthodes d'analyse de qualité des eaux, des berges et de leurs milieux. Nous avons déjà perdu énormément de temps et d'argent avec des choix confus, voire absurdes, sans rapport avec les engagements exigés par les directives européennes. Les riverains le répètent depuis 10 ans : ce n'est pas en cassant des moulins ou en vidant des étangs ou en asséchant des plans d'eau que l'on va améliorer la santé, la biodiversité et la qualité de notre environnement.

Mais pourquoi est-ce si difficile à entendre? Pourquoi certains services de la direction de l'eau et de la biodiversité au ministère, ou des agences de l'eau sur certains bassins, maintiennent-ils des arbitrages qui n'ont pas fait leur preuve et qui apportent peu de résultats pour l'argent dépensé? Les collectivités locales et les citoyens devraient s'en inquiéter, car si des amendes sont infligées pour carence d'exécution des directives européennes, nous serons tenus pour co-responsables et ce ne sont pas les bureaucraties (ni les lobbies) qui assumeront leurs erreurs...

Source : Commission européenne (2019), Résumé du bilan de qualité de la directive-cadre sur l'eau, la directive sur la protection des eaux souterraines, la directive sur les normes de qualité environnementale, la directive «Inondations»

Les insecticides peuvent aussi entraîner le déclin de poissons (Yamamuro et al 2019)

Un groupe de chercheurs japonais montre qu'une classe spécialisée d'insecticides puissants (les néonicotinoïdes), très utilisée dans le monde, a provoqué après les années 1990 un effondrement de la production de zooplancton dans un lac, puis de certaines espèces de poissons qui s'en nourrissent. Certaines de ces substances viennent d'être récemment interdites en France et en Europe. Des travaux allemands parus en 2017 et en 2019 ont par ailleurs documenté des baisses drastiques d'insectes dans des milieux très divers. On peut regretter la rareté des études d'effets directs et indirects des polluants émergents sur les réseaux trophiques de la faune aquatique en France. 

Les néonicotinoïdes sont des insecticides systémiques mis au point dans les années 1990 et formant la classe de pesticides la plus utilisée dans le monde aujourd'hui. Par leur efficacité redoutable et leur persistance dans l'environnement, ils sont notamment soupçonnés de jouer un rôle dans le déclin des colonies d'abeilles, avec d'autres causes.

Au Japon, Masumi Yamamuro et cinq collègues ont étudié en détail l'évolution des concentrations de néonicotinoïdes dans l'eau de rizières, de rivières et de lacs, tout en suivant en parallèle l'évolution du zooplancton et des poissons qui s'en nourrissent. Des travaux avaient montré que les néonicotinoïdes  peuvent affecter directement les poissons par des effets sub-létaux lors d'exposition à des concentrations faibles de fipronil, d'imidaclopride et de thiaclopride. Mais l'effet indirect de ces substances par la baisse de la biomasse des invertébrés servant de nourriture aux poissons (et à d'autres espèces) reste peu connu.

Voici le résumé de leur recherche parue dans Science :

"Le déclin des invertébrés est généralisé dans les écosystèmes terrestres et l'utilisation de pesticides est souvent citée comme facteur causal. Nous rapportons ici que les systèmes aquatiques sont menacés par la haute toxicité et la persistance des insecticides néonicotinoïdes. Ces effets se répercutent vers les niveaux trophiques supérieurs en modifiant la structure et la dynamique du réseau alimentaire, affectant ainsi les consommateurs les plus avancés. En utilisant des données sur le zooplancton, la qualité de l'eau et les rendements annuels en anguille [Anguilla japonica] et en wakasagi [Hypomesus nipponensis], nous montrons que l'application de néonicotinoïdes aux bassins versants depuis 1993 a coïncidé avec une diminution de 83% de la biomasse moyenne de zooplancton au printemps, entraînant une chute de 240 à 22 tonnes de la production de wakasagi dans le lac Shinji, préfecture de Shimane, Japon. Cette perturbation se produit probablement aussi ailleurs, car les néonicotinoïdes constituent actuellement la classe d'insecticides la plus largement utilisée dans le monde."

La figure ci-dessous montre l'évolution des néocitonoïdes (sept classes) dans les eaux de la préfecture Shimane entre 1982 et 2016 (en haut) et l'évolution de la biomasse de zooplancton du lac Shinki entre 1991 et 2005 (en bas). La rupture au cours des années 1990 est nette.

Extrait de Yamamuro et al 2019, art it. 

Discussion
Les néonicotinoïdes ont été récemment interdits en France et dans la plupart des pays européens en raison de leurs effets nocifs présumés sur les abeilles domestiques et sauvages, plus généralement sur l'entomofaune des zones cultivées et de leurs abords.

Des travaux récents menés en Allemagne ont conduit à des résultats spectaculaires et inquiétants concernant la chute de la biomasse et de la diversité des insectes: baisse de 75% de la biomasse des inseces volants dans des zones portant protégées (Hallmann et 2017), baisse de 34 et 36% de la biodiversité et de 41% et 67% de la biomasse en prairie et en forêt respectivement, sur 10 ans seulement (Seibold et al 2019). Ces dernières études n'incriminent aucun cause précise, mais témoignent toutes deux d'un déclin prononcé des insectes dans les campagnes, et ce déclin est plus marqué à proximité de zones agricoles (pour Seibold 2019).

Il est peu probable que ces tendances soient sans effet sur la faune aquatique, même si le sujet est pour le moment très peu étudié en Europe. On ne peut que le regretter, car les mauvaises connaissances produisent des mauvaises politiques.

Référence : Yamamuro M et al (2019), Neonicotinoids disrupt aquatic food webs and decrease fishery yields, Science 366, 620–623

La Banque mondiale s'inquiète de la pollution des nappes et des rivières, une "question invisible"

Dans un rapport intitulé Qualité inconnue: la crise invisible de l’eau, construit avec ses propres données, la Banque mondiale s'inquiète de la détérioration de l'eau dans le monde, tant dans les pays en développement trop souvent privés d'eau potable que dans les pays développés où les milieux naturels sont affectés depuis des décennies. Extraits. 

"La complexité de la qualité de l’eau et la multitude de paramètres à suivre sont au moins en partie la raison pour laquelle la surveillance globale de la qualité de l’eau s’est révélée si complexe. Pour éclairer la question, cette étude a constitué une base de données vaste et peut-être la plus grande sur la qualité de l’eau. Les données ont été collectées sous la surface à l'aide d'informations provenant de stations de surveillance in situ ou d'échantillons. Les satellites ont collecté des données du ciel en utilisant des techniques de télédétection. D'autres données ont été générées par ordinateur à l'aide de modèles d'apprentissage automatique. Ces dernières sont particulièrement intéressantes car les stations de surveillance et la télédétection fournissent des données pour des points limités dans l’espace et dans le temps, tandis que les données modélisées peuvent combler des lacunes pour fournir une image plus complète de l’état de la qualité de l’eau. Exploiter toutes ces preuves fournit des informations très révélatrices. 

Les pays riches et les pays pauvres supportent tous deux une pollution élevée de l’eau. La carte ES.1 présente le risque global global pour la qualité de l'eau pour les trois principaux indicateurs de la qualité de l'eau de l'ODD [objectif de développement durable] 6.3.2: l'azote (nitrate-nitrite), un polluant fort en termes d'échelle, de portée, de tendances et d'impacts; conductivité électrique, une mesure de la salinité dans l'eau; et la demande biologique en oxygène (DBO), un indice largement utilisé pour la qualité de l’eau. La carte ES.1 montre clairement que le statut de pays à revenu élevé ne confère pas d'immunité face aux problèmes de qualité de l'eau. Cela contredit ce que l’on pourrait supposer sur la base de l’hypothèse environnementale de la courbe de Kuznets, selon laquelle la pollution finira par décroître avec la prospérité. Non seulement la pollution ne diminue pas avec la croissance économique, mais la gamme de polluants tend à s’élargir avec la prospérité. Les États-Unis à eux seuls reçoivent des avis de rejet de plus de 1000 nouveaux produits chimiques dans l'environnement chaque année, soit environ trois nouveaux produits chimiques par jour. Il est difficile de faire face à une telle gamme croissante de risques, même dans les pays disposant de ressources importantes, et presque impossible dans les pays en développement.

Les résultats présentés dans ce rapport montrent l’importance de la qualité de l’eau dans divers secteurs et la manière dont ses impacts touchent presque tous les objectifs de développement durable. Les problèmes de quantité d'eau reçoivent beaucoup d'attention de la part des acteurs du développement, mais les impacts sur la qualité de l'eau peuvent être tout aussi importants, voire plus importants. Ce rapport décrit les résultats de nouvelles analyses révélant des impacts plus importants que ceux connus jusqu'à présent sur la santé, l'agriculture et l'environnement. Lorsque ces impacts sectoriels sont agrégés, ils expliquent un ralentissement important de la croissance économique. Les polluants bien connus, tels que les contaminants fécaux, ainsi que les nouveaux polluants, notamment les nutriments, les plastiques et les produits pharmaceutiques, constituent un défi de taille.

L'azote est essentiel pour la production agricole, mais il est également volatile et instable. Fréquemment, plus de la moitié des engrais azotés sont lessivés dans l’eau ou dans l’air. Dans l’eau, il peut en résulter une hypoxie et des zones mortes, problèmes qui résultent d’un manque d’oxygène dissous dans l’eau, qui peut prendre des siècles pour se rétablir. Dans l'air, il peut former de l'oxyde nitreux, un gaz à effet de serre 300 fois plus puissant pour capter la chaleur que le dioxyde de carbone. C’est pourquoi certains scientifiques pensent que le monde a peut-être déjà dépassé les limites planétaires sûres pour l’azote et que c’est la plus grande externalité du monde, dépassant même le carbone.

Bien que l'on sache que l'azote oxydé peut être mortel pour les nourrissons, ce rapport montre que ceux qui survivent à ses premières conséquences peuvent être marqués à vie, entravant leur croissance et leurs revenus plus tard. L’azote dans l’eau est responsable de l'affection fatale du syndrome du «bébé bleu», qui prive les enfants d’oxygène. Ce rapport constate que ceux qui survivent subissent des dommages à plus long terme tout au long de leur vie. Les nourrissons nés en Inde, au Vietnam et dans 33 pays d'Afrique exposés à des niveaux élevés de nitrates au cours des trois premières années de leur vie ont grandi plus rapidement qu'ils ne l'auraient fait autrement. Ce résultat est frappant pour trois raisons: premièrement, cela signifie que l'exposition aux nitrates pendant la petite enfance peut éliminer une grande partie du gain de taille (indicateur bien connu de la santé et de la productivité générales) observé au cours des cinquante dernières années; deuxièmement, cela suggère que les nitrates pourraient avoir des impacts similaires ou plus graves sur la hauteur et d'autres paramètres de développement que les coliformes fécaux; et enfin, les impacts se retrouvent même dans les zones géographiques où les niveaux de nitrates sont inférieurs aux niveaux présumés sûrs. (...)

Le sel, le contaminant le plus élémentaire qui sévit dans le monde depuis l'Antiquité, est en augmentation constante dans les sols et les plans d'eau. Ce rapport présente une nouvelle recherche qui documente l'ampleur de l'impact du sel sur la production agricole. Sumer, la civilisation qui nous a donné la roue, la charrue et le langage écrit, a également été le pionnier de l'agriculture irriguée. Cela a conduit à une accumulation de sels qui a détruit le potentiel agricole et a conduit au déclin final de la grande civilisation. Aujourd'hui, les eaux et les sols salins se répandent dans une grande partie du monde, en particulier dans les zones côtières de faible altitude, les zones arides irriguées et autour des zones urbaines, ce qui a un impact considérable sur les rendements agricoles. Ce rapport quantifie les effets sur les rendements et constate qu'ils diminuent presque linéairement avec les concentrations de sel dans l'eau. Globalement, il y a assez de nourriture perdue chaque année à cause de l'eau salée pour nourrir 170 millions de personnes, ou un pays de la taille du Bangladesh.

L'eau potable saline est nocive pour la santé humaine, en particulier dans les phases vulnérables du cycle de la vie - la petite enfance et la grossesse - compromettant le développement humain. Au Bangladesh, où l’eau saline est très répandue, elle est responsable de 20% de la mortalité infantile dans les zones côtières les plus touchées. Les femmes enceintes exposées à de fortes quantités de sel risquent davantage de faire une fausse couche et courent un plus grand risque de prééclampsie et d’hypertension gravidique. Mais une nouvelle recherche révèle des effets visibles, même dans les zones de salinité plus faible qu'au Bangladesh, où la mortalité fœtale a augmenté de 4% dans les régions salines. Lorsque les bébés exposés à des taux de salinité élevés survivent, ils présentent un risque plus élevé de complications pour la santé. Malgré cela, il n’existe pas de normes d’eau potable fondées sur la santé pour le sel.

Les polluants émergents tels que les microplastiques et les produits pharmaceutiques illustrent bien la nature complexe des problèmes de qualité de l’eau, à multiples facettes, sans solution immédiate ni évidente. L'utilité des plastiques et des produits pharmaceutiques est incommensurable, mais les sous-produits involontaires ont des conséquences étendues et difficiles à quantifier et à contenir. Les microplastiques, produits décomposés de biens de consommation, sacs en plastique et autres matériaux polymères, sont omniprésents dans le monde entier. Bien que l’ampleur du problème reste incertaine, certaines études l’ont détectée dans 80% des sources mondiales d’eau douce, 81% de l’eau du robinet municipale et même 93% des bouteilles d’eau. Bien que l’ingestion de microplastiques et de nanoplastiques puisse être nocive pour la santé humaine suscite de plus en plus d’inquiétudes, il existe encore peu d’informations sur les limites sûres. L'élimination des plastiques, une fois dans l'eau, est difficile et coûteuse. Les approches volontaires visant à réduire, réutiliser et recycler le plastique, bien que populaires, ne peuvent aller si loin et ne résoudront pas le problème sans la combinaison appropriée de réglementations et d'incitations. La prévention est donc essentielle, tout comme une meilleure compréhension de ces dangers et la nécessité de méthodes normalisées d'évaluation de l'exposition et des dangers.

Compte tenu de la gamme de contaminants, est-il possible de déterminer le coût économique total de la mauvaise qualité de l'eau pour l'activité économique? La multitude de contaminants, la complexité des mesures et l'incertitude des impacts laissent cette question sans réponse. Cependant, il est possible de donner une indication de la relation entre la qualité de l'eau en amont et l'activité économique en aval à l'aide de plusieurs ensembles de données récemment divisées sur l'activité économique sur l'activité économique, mesurées par le produit intérieur brut (PIB), la qualité de l'eau et d'autres paramètres pertinents. Les rejets de pollution en amont agissent comme un vent contraire qui ralentit la croissance économique dans les zones situées en aval, réduisant jusqu'à un tiers la croissance du PIB dans les régions situées en aval." 

Source : Banque mondiale, Damania R et al (2019), Quality unknown. The invisible water crisis, 122 p.

Contamination des petites rivières européennes par les produits pesticides et vétérinaires (Casado et al 2019)

Une analyse de 29 petites rivières européennes montre que toutes comportent des produits pesticides et vétérinaires, 13 d'entre elles dépassant les niveaux règlementaires de concentration. La France n'est pas épargnée par cette contamination, y compris des ruisseaux du bassin Loire Bretagne.

Carte des résultats (cliquer pour agrandir), Casado et al 2019, art cit.

Voici une traduction du résumé de la recherche menée par Jorge Casado, Kevin Brigden, David Santillo et Paul Johnston (Université d'Exeter, Royaume-Uni).

"Des échantillons d'eau provenant de 29 petites rivières situées dans 10 pays différents de l'Union européenne ont été examinés pour rechercher la présence d'un grand nombre de pesticides (275) et de médicaments vétérinaires (101). L'extraction en phase solide a été combinée à la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse tandem à haute résolution Orbitrap pour quantifier les niveaux de pesticides dans les échantillons et détecter la présence de médicaments vétérinaires. Tous les cours d'eau et canaux européens inclus dans cette enquête étaient contaminés par des mélanges de pesticides et, dans la plupart des cas, par plusieurs médicaments vétérinaires au moment de l'échantillonnage, sans schéma national ou régional clair de variation. Au total, 103 pesticides différents, dont 24 interdits dans l'UE, et 21 médicaments vétérinaires ont été trouvés dans les échantillons analysés.

Les herbicides ont été le principal contributeur à la quantité totale de pesticides présents dans les échantillons, la terbuthylazine étant présente dans tous les échantillons. La concentration individuelle maximale enregistrée était de diméthénamide à 59,85 µgL-1. La concentration maximale combinée de pesticides a été trouvée dans un échantillon du canal de Wulfdambeek, en Belgique, avec 94,02 µgL− 1 composé d'un mélange de 70 pesticides différents. Les normes réglementaires européennes définissant les niveaux de concentration acceptables ont été dépassées pour au moins un pesticide dans 13 des 29 échantillons analysés, les néonicotinoïdes, l'imidaclopride et la clothianidine, dépassant le plus souvent ces limites.

La majorité des médicaments vétérinaires détectés étaient des antimicrobiens, la plupart des antibiotiques. La dicloxacilline, un antibiotique β-lactame, était présente dans les deux tiers des échantillons analysés.

L’application de cette approche de recherche cohérente à travers l’Europe a permis d’identifier une menace significative pour le milieu aquatique liée à la contamination par des pesticides, et dans certains cas des médicaments vétérinaires, au moment de l’échantillonnage dans les masses d’eau testées."

En France, trois cours d'eau ont été testés : le Gouessant à Lamballe (Bretagne), le ruisseau de la Madoire à Bressuire (Poitou-Charentes), le ruisseau du Vernic à Pleyben (Bretagne). On y trouve entre 1 et 5 produits vétérinaires, entre 10 et 30 pesticides.

Référence : Casado J et al (2019), Screening of pesticides and veterinary drugs in small streams in the European Union by liquid chromatography high resolution mass spectrometry, Science of the Total Environment, 670, 1204-1205

Le déclin mondial des insectes et ses causes majeures (Sánchez-Bayoa et Wyckhuys 2019)

Dans une méta-analyse de la littérature mondiale, deux chercheurs soulignent que 40% des espèces d'insectes dans le monde subissent des pressions et pourraient être conduites vers l'extinction au cours de ce siècle. Ces pressions existent notamment sur quatre taxons aquatiques majeurs (odonates, plécoptères, trichoptères et éphéméroptères). Dans leur passage en revue des causes concernant les milieux aquatiques, les chercheurs soulignent les changements d'usage des sols (agriculture urbanisation) et les pollutions. Ils appellent à limiter prioritairement ces facteurs de dégradation, en particulier tous les ruissellements de produits toxiques finissant dans les cours d'eau ainsi que la conservation ou restauration de zones humides, le maintien de milieux en eaux en permanence face aux menaces de sécheresse et d'excès de prélèvements. 

La biodiversité des insectes est menacée dans le monde entier. Deux chercheurs présentent dns la revue Biological Conservation  un examen complet de 73 rapports historiques sur le déclin des insectes et évaluent systématiquement les facteurs sous-jacents.

Voici le résumé de leur étude :

"Nos travaux révèlent des taux de déclin spectaculaires qui pouraient entraîner l'extinction de 40% des espèces d'insectes dans le monde au cours des prochaines décennies. Dans les écosystèmes terrestres, les lépidoptères, les hyménoptères et les coléoptères semblent être les taxons les plus touchés, alors que quatre taxons aquatiques majeurs (odonate, plécoptère, trichoptère et éphéméroptère) ont déjà perdu une proportion considérable d’espèces. Les groupes d'insectes touchés comprennent non seulement les spécialistes occupant des niches écologiques particulières, mais également de nombreuses espèces communes et généralistes. Parallèlement, l’abondance d’un petit nombre d’espèces augmente; ce sont toutes des espèces adaptables et généralistes qui occupent les niches laissées vacantes par celles en déclin. Parmi les insectes aquatiques, les généralistes de l’habitat et de l’alimentation, ainsi que les espèces tolérantes aux polluants, remplacent les pertes importantes de biodiversité subies dans les eaux en milieu agricole et urbain. 

Les principaux facteurs de déclin des espèces semblent être par ordre d'importance: i) la perte d'habitat et la conversion en agriculture intensive et en urbanisation; ii) la pollution, principalement par les pesticides de synthèse et les engrais; iii) les facteurs biologiques, y compris les agents pathogènes et les espèces introduites; et iv) le changement climatique. Ce dernier facteur est particulièrement important dans les régions tropicales, mais ne concerne qu'une minorité d’espèces dans les climats plus froids et les montagnes des zones tempérées. Il est urgent de repenser les pratiques agricoles actuelles, en particulier une réduction importante de l'utilisation des pesticides et son remplacement par des pratiques plus durables et écologiques, afin de ralentir ou d'inverser les tendances actuelles, de permettre la reconstitution des populations d'insectes en déclin et de préserver les services écosystémiques vitaux qu'elles fournissent. En outre, des technologies de dépollution efficaces devraient être appliquées pour dépolluer les eaux en milieu agricole et urbain."

Concernant plus particulièrement les espèces aquatiques (ci-dessus, niveau de menace dans le monde des quatre taxons les plus étudiés), les auteurs observent les points suivants.

Pertes d'habitat en zones agricoles, gains dans certains systèmes artificiels - "L'intensification agricole implique également la canalisation des cours d'eau, l'assèchement des zones humides, la modification des plaines inondables et l'enlèvement du couvert végétal couvert, entraînant une perte subséquente de sol et d'éléments nutritifs, le tout entraînant l'homogénéisation des microhabitats des cours d'eau et l'altération des communautés d'insectes aquatiques (Houghton et Holzenthal 2010). Ces activités augmentent l'eutrophisation, l'envasement et la sédimentation dans les masses d'eau, réduisant ainsi la richesse des broyeurs et des prédateurs tout en favorisant les espèces filtrantes (Burdon et al 2013; Niyogi et al 2007; Olson et al 2016). Les diverses communautés de plantes aquatiques constituent un élément important de l'habitat dans les systèmes lentiques tels que les rizières, permettant l'herbivorie, la ponte et l'émergence de nombreux insectes et offrant un refuge aux nymphes d'odonates (Nakanishi et al 2014). En général, la perte d'écoulements permanents dans les cours d'eau entraîne une diminution de la biodiversité (King et al 2016), alors que les masses d'eau irriguées et artificielles dans les zones urbanisées peuvent avoir favorisé certaines espèces (Kalkman et al 2005, 2010)."

Polllutions - "Les insecticides pyréthroïdes, néonicotinoïdes et fipronil ont un impact dévastateur sur les insectes aquatiques et les crustacés en raison de leur toxicité aiguë et chronique élevée (Beketov et Liess 2008; Kasai et al 2016; Mian et Mulla 1992; Roessink et al 1992, 2013), réduisant ainsi de manière significative leur abondance dans les masses d'eau (van Dijk et al 2013). Les résidus persistants de fipronil dans les sédiments inhibent l'émergence de libellules (Jinguji et al 2013; Ueda et Jinguji 2013) et le développement de chironomidés et d'autres larves d'insectes, avec des effets en cascade négatifs sur la survie des poissons (Weston et al 2003, 2015). Les insecticides systémiques nuisent à la viabilité à long terme des larves de broyeurs qui décomposent la litière de feuilles et d’autres matières organiques (Kreutzweiser et al 2008), sapent la base du réseau alimentaire des insectes (Sánchez-Bayo et al 2016a) et nuisent ainsi aux ressources naturelles. mécanismes de contrôle biologique, par exemple dans les écosystèmes de rizières (Settle et al 1996)."

Conclusion : "Pour les insectes aquatiques, la réhabilitation des marais et l'amélioration de la qualité de l'eau sont indispensables au rétablissement de la biodiversité (van Strien et al 2016). Cela peut nécessiter la mise en œuvre de technologies de rémédiation efficaces pour nettoyer les eaux polluées existantes (Arzate et al 2017; Pascal-Lorber et Laurent 2011). Cependant, la priorité devrait être donnée à la réduction de la contamination par ruissellement et lessivage de produits chimiques toxiques, en particulier de pesticides. Seules de telles conditions peuvent permettre la recolonisation par une multitude d'espèces distinctes qui soutiennent des services écosystémiques essentiels tels que la décomposition de la litière et le recyclage des éléments nutritifs, fournissent de la nourriture aux poissons et autres animaux aquatiques et qui sont des prédateurs efficaces des ravageurs des cultures, des mauvaises herbes aquatiques et moustiques nuisibles."

Discussion
Cette méta-analyse confirme ce qui avait déjà été observé par les premiers travaux d'hydro-écologie des années 1960-1970, par exemple ceux de Verneaux en France. La pollution des cours d'eau est le premier facteur expliquant le déclin des insectes, et après eux de la chaîne trophique qui en dépend.

Référence : Sánchez-Bayoa F, Wyckhuys KAG (2019), Worldwide decline of the entomofauna: A review of its drivers, Biological Conservation, 232, 8–27

Illustration (haut) : couple d'agrion au bord d'un bief en Morvan.

La pollution, menace n°1 des estuaires et eaux de transition (Teichert et al 2016)

Une étude menée sur 90 estuaires de la façade Atlantique dont 25 en France montre que le premier facteur de dégradation de la vie biologique est formé par les pollutions de l'eau. Notre pays est malheureusement en retard sur le traitement à la source du problème. Pire encore, en supprimant au nom de la continuité les myriades de plans d'eau qui jouent le rôle local de stockage et d'épuration de certains polluants, on accélère le déversement vers l'aval de toutes les contaminations des bassins. Cette politique de l'autruche cible mal les priorités écologiques et vaudra à la France d'être condamnée pour non respect de la directive-cadre européenne sur l'eau, comme elle a déjà été sanctionnée pour ses manquements sur les directives nitrates et eaux résiduaires.

Nils Teichert et ses collègues ont examiné 90 zones estuariennes et eaux de transition sur la façade atlantique nord de l'Europe, incluant la France. Ils ont analysé 17 stresseurs rassemblé en 9 catégories (urbanisation de la côte, dragage de sédiments, pêcheries, changement de débit, perte de zone intertidale, eutrophisation, déplétion d'oxygène, développement portuaire et pollution chimique).

Voilà le résumé de leur recherche :

"Les estuaires sont soumis à de multiples facteurs de stress anthropiques, qui ont des effets additifs, antagonistes ou synergiques. Les défis actuels impliquent l'utilisation de grandes bases de données d'enquêtes de surveillance biologique (par exemple la directive-cadre européenne sur l'eau) pour aider les gestionnaires de l'environnement à hiérarchiser les mesures de restauration. Cette étude a examiné l'impact de neuf catégories d'agents stressants sur l'état écologique des poissons provenant de 90 estuaires des pays de l'Atlantique du Nord-Est. Nous avons utilisé un modèle à forêt aléatoire pour: 1) détecter les facteurs de stress dominants et leurs effets non linéaires; 2) évaluer les avantages écologiques attendus de la réduction de la pression des facteurs de stress; et 3) examiner les interactions entre les facteurs de stress. Les résultats ont montré que les principaux avantages de la restauration étaient attendus lors de l'atténuation de la pollution de l'eau et de la déplétion de l'oxygène."

Ce schéma montre que la dégradation physique et chimique de l'eau des estuaires par les polluants est le premier enjeu de gestion écologique :

Les chercheurs observent : "La qualité chimique des eaux est un élément crucial pour façonner l'abondance et les assemblages dans les estuaires (Delpech et al 2010; Le Pape et al 2007; Whitfield et Elliott 2002). Les contaminants chimiques peuvent avoir un impact direct ou indirect sur la physiologie du poisson en perturbant les fonctions biologiques fondamentales, telles que la reproduction ou la croissance, et peuvent induire des effets létaux dans les cas extrêmes (Fleeger et al 2003; Johnson et al 1998). et Van Der Kraak 1997; Scott et Sloman 2004). Dans notre étude, la pollution de l'eau a été classée au premier rang des priorités dans le schéma de restauration combiné et a montré un changement de seuil pour les effets biologiques de la qualité de l'eau."

Concernant la déplétion d'oxygène, ils précisent : "L'enrichissement en éléments nutritifs et en matière organique peut avoir de graves répercussions sur le fonctionnement des écosystèmes marins, notamment en raison de problèmes d'épuisement de l'oxygène (Diaz et Rosenberg 1995; Diaz et Rosenberg 2008). L'hypoxie est généralement définie par des concentrations en oxygène inférieures à 2 mg l− 1 (environ 24% de saturation à 20 ° C et 15 psu), mais son effet sur les communautés de poissons peut survenir plus tôt lorsque les individus sont capables de détecter les signaux de déplétion del'oxygène (Breitburg 2002; Delage et al 2014). Bien que l'appauvrissement en oxygène soit souvent associé à l'eutrophisation, plusieurs autres facteurs affectent fortement la saturation en oxygène dans les eaux d'estuaires, telles que la température ou le temps de résidence des eaux affectées par le débit du fleuve. Les effets directs de l'eutrophisation n'ont pas été analysé dans notre étude, mais l'appauvrissement en oxygène a été classé au deuxième rang des priorités dans le schéma de restauration. L'état écologique des poissons a fortement diminué lorsque les problèmes d'hypoxie se sont étendus sur 1 à 5% de la longueur de l'estuaire. Uriarte et Borja (2009) ont déjà démontré pour les poissons dans les exploitations que la saturation en oxygène inférieure à 80% conduisait à un statut écologique moyen, tandis que la saturation à 60% conduisait à un statut médiocre avec un effet de seuil. Ces résultats suggèrent qu'un déclin modéré de la saturation en oxygène peut avoir des effets sur la faune mobile (Breitburg 2002), entraînant une modification de la structure des communautés de poissons (Pollock et al 2007)."

Discussion
Certains gestionnaires ont fait l'hypothèse en France que les impacts morphologiques sur les masses d'eau (leur berge, leur substrat, leur écoulement) sont aussi, voire plus importants que les impacts chimiques. Ce point est contredit par les études d'hydro-écologie quantitative, aussi bien dans les eaux continentales que dans les eaux estuariennes : ce sont les polluants qui arrivent en tête des facteurs expliquant le mieux la dégradation des indices biologiques, et cela assez nettement (voir par exemple Dahm et al 2013, Villeneuve et al 2015, Corneil et al 2018).

Pour les estuaires, le choix français de favoriser la suppression des barrages et seuils à fin de continuité longitudinale sur les rivières et fleuves devrait aggraver le bilan au lieu de l'améliorer. En effet, les zones lentiques de ces ouvrages jouent un rôle favorable à l'épuration locale de certains intrants (par voie biologique de métabolisation ou par voie physique de sédimentation). En supprimant ces "tampons" et en accélérant les écoulements, on repousse la charge polluante vers l'aval. Avec le réchauffement des eaux dû au changement climatique, ces évolutions risquent de rendre les estuaires (qui sont aussi les portes d'entrée et de sortie des poissons grands migrateurs) moins favorables au vivant.

La France a déjà été rappelée à l'ordre à plusieurs reprises par l'Europe pour son retard dans l'application des directives nitrates et eaux résiduaires urbaines, avec pour conséquence un lourd héritage d'eutrophisation. Elle gère également mal ses eaux pluviales, comme l'a rappelé le CGEDD dans un récent rapport. Quant aux pesticides, leur charge n'a pas diminué (Hossard et al 2017). Les pollutions chimiques doivent devenir l'enjeu prioritaire des rivières françaises, de la source à l'estuaire. Cela suppose de changer les arbitrages financiers des agences de l'eau qui dépensent actuellement plusieurs centaines de millions € par an pour des mesures morphologiques dont la nature reste en réalité expérimentale et dont les résultats sont, du point de vue de la science, très incertains.

Référence : Teichert N et al (2016), Restoring fish ecological quality in estuaries: Implication of interactive and cumulative effects among anthropogenic stressors, Sci Tot Env, 542, 383-393