Obstacles en rivière et état piscicole : le signal n’est pas celui attendu !

Les obstacles à l’écoulement (seuils, barrages, etc.) sont souvent présentés comme l’un des facteurs majeurs de dégradation des rivières françaises, en particulier de leurs populations de poissons. Nous avons voulu tester cette hypothèse à partir des données nationales disponibles, en croisant le référentiel des obstacles à l’écoulement, les stations de mesures de qualité piscicole et les masses d’eau suivies pour la directive cadre sur l’eau. L’analyse porte sur 2 894 tronçons disposant à la fois d’une information sur les obstacles et d’une mesure de qualité piscicole. Le résultat est contraire à l'affirmation selon laquelle les obstacles à l'écoulement serait un facteur important : à l’échelle des masses d’eau, le nombre d’obstacles n’est pas associé à une dégradation de l’IPR, mais au contraire à une légère amélioration ! Ce constat n’efface pas les effets locaux possibles des ouvrages, mais il invite à interroger la place qui leur est accordée en France et en Europe dans le diagnostic général de l’état écologique des cours d’eau.

La continuité écologique repose sur une idée simple : plus un cours d’eau est fragmenté par des ouvrages transversaux — seuils, barrages, buses, radiers de pont, gués, etc. —, plus son état écologique devrait être dégradé. Cette intuition peut paraître logique, après tout. Un obstacle peut modifier les vitesses d’écoulement, bloquer certaines migrations piscicoles, transformer les habitats ou favoriser le colmatage des substrats.

Mais observe-t-on ce signal dans les données nationales, là où l'on dispose de très nombreuses informations sur des tronçons avec plus ou moins d'obstacles, ainsi que des mesures de qualité piscicole faites pour la directive cadre sur l'eau, depuis maintenant 15 ans ?

Pour le vérifier, nous avons croisé trois jeux de données : 

• le Référentiel des Obstacles à l’Écoulement (ROE), qui recense tous les obstacles présents sur le lit mineur des rivières, 
• l’Indice Poisson Rivière (IPR), qui est la mesure officielle pour la DCE de la qualité biologique d’une rivière à travers l’analyse de ses poissons,
• les masses d’eau et tronçons tels qu’ils ont été découpés pour assurer la suivi de la directive cadre sur l’eau, plus généralement le suivi physique, chimique, biologique des rivières, plans d’eau et estuaires. 

L’analyse porte sur 2 894 tronçons DCE disposant à la fois d’une information ROE et d’une information IPR. L’objectif n’était pas d’étudier l’effet local d’un ouvrage donné, mais de tester une question plus large et plus simple : les masses d’eau comptant davantage d’obstacles présentent-elles, en moyenne, un état piscicole plus dégradé ?

Résultat principal : une corrélation faible, négative et contre-intuitive

Le résultat principal est net : on n’observe pas de corrélation positive entre le nombre d’obstacles ROE et la dégradation de l’IPR.

Sur les 2 894 tronçons DCE analysés, la corrélation de Spearman entre le nombre total d’obstacles et l’IPR moyen est de r = −0,147, avec p < 0,0001. La régression log-linéaire donne un résultat du même ordre : pour le nombre total d’obstacles ROE, la corrélation affichée est de r = −0,16, avec p = 0,000, sur 2 894 tronçons (graphique ci-dessus). Le signe négatif signifie que les tronçons comportant davantage d’obstacles tendent, très légèrement, à présenter un IPR plus faible — donc un meilleur état piscicole, puisque le score de l'IPR augmente avec la dégradation.

Il ne faut évidemment pas interpréter ce résultat comme une preuve que les obstacles améliorent à eux seuls l’état écologique des rivières. La corrélation est faible, et une corrélation ne démontre pas une causalité. Mais le point important est ailleurs : si le nombre d’obstacles était un facteur fortement structurant de la dégradation piscicole à l’échelle des masses d’eau, on s’attendrait à trouver un signal positif robuste. Ce n’est pas ce que montrent les données. 

Ce genre de résultat devrait a minima mener le gestionnaires de l'eau à une conclusion prudente : on fait fausse route si l'on prétend que le rétablissement de continuité écologique longitudinale est une politique de première importance et qu'elle va garantir le respect de nos obligations européennes de qualité des eaux. 

Les seuils ne changent pas le diagnostic

L’analyse a ensuite été restreinte aux seuils, en agrégeant toutes les catégories ROE dont le libellé contient le terme "seuil" (seuil en rivière, seuil en rivière déversoir, seuil radier, seuil en enrochements, etc). Après tout, peut-être que des ouvrages comme les ponts ou les buses faussaient le signal. 

Là encore, le résultat reste négatif. Sur 2 562 tronçons DCE, la corrélation de Spearman entre les seuils agrégés et l’IPR moyen est de r = −0,136, avec p < 0,0001. Sur le graphique en log(1 + nombre de seuils), la corrélation de Pearson est de r = −0,161, avec p = 0,0000.

Autrement dit, les tronçons comportant le plus de seuils ne présentent pas, à cette échelle d’analyse, un IPR plus dégradé. Le signal reste faible, mais il demeure orienté dans le sens inverse de l’hypothèse attendue.

Résultats par type d’obstacle

L’analyse par type d’ouvrage confirme cette absence de signal positif. Les valeurs restent faibles, le plus souvent négatives et non dans le sens d’une relation nette entre accumulation d’obstacles et dégradation piscicole. Seuls 6 sous-types d’obstacles ont une association significative. 

Un type d'ouvrage fait exception : les barrages poids, pour lesquels la corrélation est positive et significative (r = +0,196, p = 0,0009, n = 285). Plus de barrages poids sur un tronçon est bien associé à un IPR plus élevé — autrement dit à un état piscicole plus dégradé. Cela dit, même ce signal reste faible en termes de taille d'effet : r² ≈ 4 %, soit 4 % de la variance de l'IPR expliquée par le seul nombre de barrages poids.

Un contrôle simple a aussi été effectué avec le nombre de stations IPR par tronçon : la corrélation est de r = −0,02 sur 2 894 tronçons. Cela suggère que le signal observé n’est pas principalement un artefact lié au nombre de stations disponibles par masse d’eau.

Analyse avant 2015 : pas un artefact d'antériorité à la restauration de continuité écologique

La base du ROE n'étant pas forcément à jour en terme d'information sur l'effacement des obstacles par restauration de continuité écologique (RCE), il était possible que l'utilisation des IPR les plus récents reflète les premiers effets de cette politique. 

Une analyse a donc été faite sur la relation entre le nombre d'obstacles à l'écoulement et l'indice IPR moyen pour 2 112 tronçons DCE disposant de données de surveillance piscicole antérieures à 2015 (soit avant le début de la RCE à grande échelle). 

La droite de régression (r = −0,13, p < 0,001) confirme l'absence de relation positive entre le nombre d'obstacles et la dégradation de l'état piscicole : la tendance observée va toujours dans le sens opposé à l'intuition, l'IPR est un peu meilleur avec un nombre d'obstacles croissant. 

En utilisant le filtre "seuils", on retrouve la même tendance (r = −0,14, p < 0,001). Les seuils de moulins et forges, de radiers de pont, de soutien de berge ont été les premières cibles de la RCE, mais ce résultat indique qu'ils n'étaient pourtant pas associés statistiquement à un signal de dégradation piscicole, plutôt l'inverse.

Ces mesures, établies sur des données antérieures aux politiques nationales de restauration de continuité écologique (classements de cours d'eau, obligations de passes à poissons, effacements en masse), ne permettent donc pas d'attribuer un signal à un éventuel effet de ces politiques en raison d'une incomplétude de la base ROE sur les effacements. Le résultat robuste dans le temps reflète un état structurel du réseau hydrographique français : à l'échelle des masses d'eau DCE, le nombre d'obstacles n'a pas été, historiquement, un prédicteur de la qualité de la faune piscicole. 

Dommage que ce genre de mesure n'ait jamais été faite dans les années 2000 et 2010...

Ce que ces résultats disent — et ne disent pas

Ces résultats ne signifient pas que les obstacles à l’écoulement n’ont aucun effet. Un seuil ou un barrage peut avoir des effets locaux bien identifiés : modification de l’écoulement, blocage partiel ou total de certaines espèces, effet de retenue, changement de granulométrie, réchauffement local, colmatage ou rupture de continuité sédimentaire.

Mais ces effets locaux ne se traduisent pas, dans cette analyse nationale, par une dégradation mesurable de l’IPR moyen à l’échelle des tronçons DCE. C’est un point essentiel, car l’action publique raisonne à cette échelle des masses d’eau et selon les indicateurs DCE.

L’hypothèse minimale et conservatrice est donc la suivante : les obstacles peuvent produire des impacts locaux réels, parfois importants, ils changent souvent les populations de poissons dans leur emprise immédiate, mais leur nombre brut ne suffit pas à expliquer l’état piscicole global d’un tronçon de rivière, en particulier dans les zones à morphologie moins impactée où sont mesurés les IPR. D’autres facteurs peuvent peser davantage : qualité physico-chimique de l’eau, régime hydrologique, température, occupation des sols, artificialisation du bassin versant, rejets, prélèvements, état des habitats, pression agricole ou urbaine. Nous ne les avons pas étudiés ici, mais les travaux de chercheurs qui l’ont fait confirment que les variations naturelles, les pollutions et les occupations des sols du bassin versant ont un rôle nettement  plus important en variation de la qualité de l’eau et de sa biologie (voir par exemple cet article de synthèse).

Comme le nombre d'ouvrages en rivière est (légèrement) corrélé à une amélioration de l'IPR, on ne peut exclure que le maintien d'eau par les ouvrages soit même un facteur positif. En ce cas, la politique actuelle de destruction des seuils et barrages deviendrait une folie collective, risquant d'aboutir à terme à des dégradations futures des poissons et du vivant dans les rivières. Des lanceurs d'alerte (dont notre association) soulignent de longue date que nous prenons en matière de continuité écologique des mesures bien trop radicales avec bien trop peu de recul et de certitude. 

Méthode

• L’analyse mobilise le Référentiel des Obstacles à l’Écoulement, base nationale de l’OFB comptant environ 121 000 obstacles, localisés et classés selon une nomenclature d’une vingtaine de catégories. Elle mobilise également les données IPR disponibles via Hub’Eau, soit 5 379 stations couvrant la période 1971–2025, ainsi que les 10 714 masses d’eau de cours d’eau au sens des cycles DCE.
• Le rattachement des obstacles ROE aux masses d’eau DCE a été effectué à partir des bassins versants spécifiques des masses d’eau, issus du Sandre VEDL 2019. Ce référentiel comprend 10 235 polygones, chacun représentant le bassin versant incrémental drainant vers un tronçon DCE donné. La jointure spatiale a été réalisée par inclusion.
• Cette méthode permet de rattacher 118 903 obstacles sur 120 914, soit une couverture de 98,3 %. Les 1,7 % restants correspondent principalement à des obstacles situés hors des polygones cartographiés, notamment sur de petits cours d’eau non classés DCE en zone périphérique.
• Les stations IPR ont été rattachées à la masse d’eau la plus proche par jointure spatiale. Lorsqu’une station dispose de plusieurs mesures IPR, seule la mesure la plus récente est retenue. Les valeurs sont ensuite agrégées par masse d’eau, en calculant l’IPR moyen et médian. Au total, 3 284 masses d’eau disposent d’au moins une station IPR ; la jointure avec les données ROE produit 2 894 masses d’eau exploitables pour l’analyse.
• Pour chaque masse d’eau, trois informations principales ont été calculées : le nombre total d’obstacles ROE, le nombre d’obstacles par type, et un agrégat « seuils tous types » regroupant les catégories ROE dont le libellé contient le mot « seuil ».
• L’analyse statistique repose sur deux approches. La corrélation de Spearman est utilisée car elle est non paramétrique et plus adaptée aux distributions asymétriques. En complément, une corrélation de Pearson est calculée sur le nombre d’obstacles transformé en log(1 + n), afin de tester une relation log-linéaire. Le seuil de significativité retenu est p < 0,05.

Définitions

• Le ROE, ou Référentiel des Obstacles à l’Écoulement, est la base nationale recensant les ouvrages transversaux présents sur les cours d’eau français : seuils, barrages, buses, radiers de pont et autres structures susceptibles de modifier l’écoulement.
• L’IPR, ou Indice Poisson Rivière, est un indicateur réglementaire de l’état écologique des cours d’eau. Il compare les peuplements piscicoles observés lors de pêches électriques à ceux attendus dans une situation de référence. Un score proche de zéro indique un bon état ; un score élevé indique une dégradation.
• Les masses d’eau DCE sont les unités spatiales utilisées pour appliquer la Directive-Cadre sur l’Eau. Elles correspondent à des tronçons de cours d’eau considérés comme relativement homogènes, généralement sur quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres.
• La transformation log(1 + n) permet d’analyser des nombres d’obstacles très dispersés : beaucoup de tronçons ont peu d’obstacles, tandis que quelques-uns en concentrent beaucoup. Ajouter 1 permet d’inclure les cas où le nombre d’obstacles vaut zéro.
• La corrélation de Spearman mesure si deux variables tendent à évoluer ensemble selon leur rang, sans supposer de relation linéaire stricte. La corrélation de Pearson mesure une relation linéaire, ici appliquée après transformation logarithmique du nombre d’obstacles.