Qualité de l’eau (action D1)

Afin de complèter le réseaux de mesure de la qualité de l'eau existant (MRW/DE ; MRW/CRNFB ; FUSAGx ; FUL ; FUNDP ; ULg) des mesures complémentaires ont été mises en oeuvre par le projet.

Les paramètres étudiés (température, pH, oxygène dissous, conductivité, turbidité, nitrite, nitrate, phosphate, ammonium, calcium) sont mesurés à l’aide de kit colorimétrique° ou de mesures en laboratoire (CRNFB Harchies) et d’un oxymètre portable (WTW, Oxi 197).

° Les kits colorimétriques pouvant être moins précis que les mesures en laboratoire, tous les deux mois, un test méthodologique est mené sur la Sûre en collaboration avec le CRNFB d’Harchies. Pour chacune de nos stations, les échantillons sont analysés simultanément par les deux méthodes. Les tests méthodologiques ont montré que nos résultats étaient fiables exepté pour le phosophate.

En 2003, l’action consistait à rassembler toutes les mesures existantes dans la zone du projet. Sur cette base, 34 stations de mesures supplémentaires de la qualité de l’eau ont été étudiées (mensuel) ainsi que 10 stations indice biotique (CRNFB, Gembloux). Les paramètres physico-chimiques étudiés sont : température, pH, oxygène dissout, conductivité, turbidité, nitrite, nitrate, phosphate, ammonium, calcium.

En 2004, poursuite des mesures mensuelles sur les 34 stations (en collaboration avec le CRNFB d’Harchies pour la vallée de la Sûre).

En 2005, déplacement du réseau de mesures sur des affluents des cours d’eau principaux afin de mieux cerner les sources de pollution. 15 nouvelles stations sont étudiées tous les deux mois (en collaboration avec le CRNFB d’Harchies). En plus de ces stations, dans la vallée de la Sûre et de la Rulles, une cartographie de la conductivité a été réalisée sur l’ensemble des cours d’eau, toute catégorie confondue ! 99 stations ont été étudiées dont 37 ont fait l’objet d’une mesure nitrate. Pour ces stations, une seule mesure est effectuée au mois de janvier-février, période à laquelle les concentrations en azote sont les plus importantes dans le cours d’eau. En complément, une étude d’indice diatomique en forêt d’Anlier a été commandée (8 stations, voir RA 2006). Cette étude visait également à préparer l’action C2 (détermination de la zone optimale pour la construction d’un fossé d’élevage).

Les résultats de cette action ont permis d’argumenter l’instauration d’un degré de priorité dans les agglomérations à assainir (action A2), d’établir un ordre de priorité dans le choix des points noirs à résoudre et d’argumenter les différentes remises d’avis sur site (action A3). Les résultats ont été transmis au Life Loutre.

En 2006, mise en œuvre d’une cartographie de la conductivité (67 points de prélèvement) sur le bassin de l’Ourthe occidentale, orientale et en aval du barrage de Nisramont (jusque de La Roche). Les informations ont été transmises au Life Loutre. Cette action fait suite à la découverte d’une population relictuelle de moules perlières dans le bassin de l’Ourthe (voir action A4).

Dans le cadre d’un dossier point noir (voir action A3), des mesures complémentaires sont effectuées sur le ruisseau du Savipré (Vallée de la Sûre) en juillet 2006 ainsi que durant l’hiver pour appréhender l’impact des sels de déneigement (37 stations ponctuelles).

Des logeurs de température (n = 16, type = ONSET, TBI32-05+37, mesure de la température toutes les heures pendant 1 an) ont été placés sur l’Anlier, la Rulles, l’Arlune, la Sûre et l’Our afin de déterminer si les températures du cours d’eau étaient compatibles avec les exigences de l’espèce et celles de la truite fario. Les résultats n’indiquent pas d’incompatibilité. Ces mesures de température permettent également de cerner les périodes de libération des larves dont la vitesse de maturation dépend de la température de l’eau (voir aussi action C2).

En 2007, poursuite des mesures sur le ruisseau du Savipré (analyses réalisées par le CRNFB d’Harchies, prélèvement de terrain par le Life) afin de déterminer la ou les origines de la pollution (Na, Cl, Ca, NO3) et à terme d’argumenter la mise en place d’une action (en cours, en collaboration avec la DGA) (voir aussi action A3 et After-Life).

Des mesures physico-chimiques bi-mensuelles (analyses réalisées par le CRNFB, prélèvement de terrain par le Life) sont également menées depuis janvier 07 afin de déterminer l’impact potentiel (physico-chimie) d’une coupe à blanc de résineux dans la vallée de la Rulles (2 stations). Dans la vallée de l’Our, le PNHFE poursuit des mesures de qualité de l’eau (température, conductivité, pH) sur 26 stations (dont 13 sont des stations « Life » 2004-2006) de mesures situées dans le bassin de l’Our et ce quatre fois par an (sur base du budget annuel hors life attribué aux Parcs Naturels par la RW).

Les mesures de la qualité de l’eau se poursuivront également au delà du projet à travers la mise en œuvre de la DCE (voir After-Life).

Ci-dessous l'emplacement des principales stations de mesures.

Vallée de la Rulles (BE34052) Vallée de l'Our (BE33062-65) Vallée de la Sûre (BE34039)
 

Résultats d'octobre 2003 à avril 2005

Les résultats sont présentés sous forme cartographique. Pour chacun des paramètres, les résultats sont traités en fonction des classes de qualité établies par le SEQ eau ( 5 classes) ainsi qu'en fonction des exigences de la moule perlière (3 classes).

Les normes de qualité de l'eau pour la moule perlière ont été définies en mesurant les différents paramètres dans des cours d'eau européens ou des populations de moules perlières sont encore aptes à se reproduire. La synthèse des résultats obtenus est disponible dans "Moorkens, E.A., Valovirta, I. & Speight, M.C.D. (2000). Towards a margaritiferid water quality standart. Convention on the conservation of European wildlife and natural habitats. Council of Europe, T-PVS/invertebrates (2000) 2, 14p.

La conductivité est exprimée en µS/cm, le NH4, NO2, NO3, PO4 et Ca sont exprimés en mg de XXy / litre

Pour avoir accès aux résultats, cliquez ci-dessous :

Vallée de l'Anlier, de l'Arlune et de la Rulles
Vallée supérieure et inférieure de l'Our
Vallée de la Sûre

 

Discussion synthétique des résultats de la qualité physico-chimique de l’eau

Bassin de la Rulles :

Les cours d’eau de la forêt d’Anlier sont ceux qui montrent les meilleurs résultats (pression agricole et pression issue de la population la plus faible en comparaison avec les autres sites) en particulier sur la Rulles (aucune pression agricole et aucun rejet d’eaux usées).

Sur l’Anlier et l’Arlune les résultats ne sont cependant pas compatibles avec les exigences de l’espèce en aval des agglomérations de Behême (masse d’eau SC11R) , Louftémont (masse d’eau SC10R), Anlier (masse d’eau SC11R) et Vlessart (masse d’eau SC10R). Sur l’Anlier (masse d’eau SC11R) , ces sources de pollution constituent un « barrage chimique » pour l’espèce puisque aucune moule perlière vivante n’a été découverte en aval des rejets.

Les ruisseaux jugés problématiques sont :

Les rejets d’eaux usées non traitées sont les sources majeures de pollution excepté sur le ruisseau du Courrier où l’activité agricole est mise en cause. En ce qui concerne le bassin du ruisseau du Courrier la DGA et les conseillers en MAE sont actuellement chargés de contacter les exploitants agricoles afin de mettre en place des MAE. Pour le bassin de l’Anlier et de l’Arlune, l’épuration des agglomérations, avec traitement tertiaire, est donc prioritaire pour maintenir l’espèce et assurer son redéploiement dans le bassin de la Rulles.

Bassin de la Vierre :

Ce site, intégré au projet en 2005, n’a pas fait l’objet de campagne intensive de mesures complémentaires au réseau de la Région Wallonne. 6 stations de mesures (3 prélèvements par station entre décembre et juillet 2004) (tests colorimétriques) ont cependant montré que la qualité de l’eau n’était pas suffisante sur la Vierre entre Saint Médard et Straimont (masse d’eau SC18R), sur le ruisseau du Grand Voir (masse d’eau SC19R) en raison de rejets d’eaux usées non traitées. Les concentrations en nitrates et nitrites sont de 5 à 10 fois supérieures aux valeurs guides.

Les mesures réalisées dans le cadre de la DCE permettront de mieux appréhender la qualité de l’eau sur ce bassin. Cependant au vu des pressions qui pèsent sur la qualité de l’eau, au vu de l’occupation du sol et de la surface du bassin versant, on devrait s’attendre à des résultats similaires à ceux obtenus sur la Sûre.

Bassin de la Sûre :

Les résultats montrent que la Sûre présente une qualité de l’eau insuffisante pour maintenir à long terme les populations de moules perlières. Toutes les mesures qui seront prises pour l’épuration des eaux usées et la lutte contre les rejets agricoles sont indispensables à ces deux espèces. On souligne les quantités importantes (de nitrate (max : 65 mg NO3/l) qui ont été mesurées sur la plupart des affluents et sur la Sûre.

Les ruisseaux jugés les plus problématiques (concentration en nitrate proche ou supérieure à 30 mg NO3/l) sont :

Les autres mesures réalisées sur les affluents de la Sûre indiquent que les concentrations en nitrate ne sont que très rarement inférieures à 20 mg NO3/l. On constate également une pollution par du Na, Cl, K, Ca sur au moins un affluent de la Sûre en aval de Strainchamps (ruisseau du Savipré, ML12R).

Bassin de l’Our :

Les mesures de la conductivité et des concentrations en nitrate montrent des valeurs trop élevées ( 3 à 5 fois) sur l’ensemble des stations. Il apparaît aussi très clairement que la qualité de la Braunlauf est plus mauvaise que celle de l’Our.

Sur les sources de l’Our (masse d’eau ML01R) , une altération de la qualité est notée probablement en raison des eaux usées de Manderfeld.

Sur l’Our supérieur et inférieur (masse d’eau ML06R), l’absence d’épuration des eaux usées, les rejets des stations allemandes (Wischeid, Verschneid,.. ) et l’activité agricole altèrent la qualité de l’eau.

Sur la Braunlauf (masse d’eau ML03R et ML04R), ce sont surtout les affluents Werelsbach, Prümer Bach et Entenbach (lieu dit) passant par St. Vith et les zonings industriels qui semblent poser problème. Des incidents survenus (incendie, station d’épuration supposée pas suffisamment efficace, rejet important de NH4, NO3, N02), ont des impacts non négligeables sur ces affluents et par conséquence sur le Braunlauf.

L’Ulf (masse d’eau ML05R), principal affluent de l’Our inférieur, montre également des mesures en nitrates plus de 5 fois supérieures au seuil de tolérance de la moule perlière en raison des rejets d’eaux usées des agglomérations de Oudler et Reuland ainsi que des activités agricoles.

 

Qualité des sédiments (action D1)

Ces études ont été prises en charge par le Professeur F. Petit, O.Defrecheux et J. Mols de l’université de Liège (département de géographie, Laboratoire d’hydrographie et de géomorphologie fluviatile).

Le rapport final est disponible sur demande. Les objectifs de l’étude, la méthodologie, la localisation des zones d’étude et les résultats y sont présentés.

Les techniques utilisées sont :

1. Analyse granulométrique : charge de fond + sous-couche.
2. Analyse des apports en éléments fins dans la couche et la sous-couche (« pièges à sédiments »).
3. Mesure de la charge de matières en suspension.
4. Etude du transport de la charge de fond (« marquages »).
5. Analyse de l’épaisseur de sédiments affectée lors de la mobilisation de la charge de fond (technique des « chaînes d’érosion »).
6. Analyse topographique de la morphologie des secteurs d’étude (seuil, mouille, dépôts de convexité,…).
7. Analyse diachronique de l’occupation des sols dans le bassin versant et dans le fond de la vallée.
8. Analyse de la mobilité latérale des cours d’eau, notamment par l’analyse diachronique de cartes anciennes et de photographies aériennes.

Les conclusions de l’étude phase 1 sont :

Les analyses granulométriques de la charge de fond des différents cours d’eau étudiés ont mis en évidence des différences assez importantes entre ces cours d’eau.

Les analyses granulométriques des sédiments de la sous-couche ont quant à elles révélé la présence de fines en quantité relativement importante et ce pour tous les cours d’eau étudiés. Les particules dont la taille est inférieure à 1 mm représentent pour chacun des cours d’eau au moins 21 % du poids total de l’échantillon prélevé. Cet apport de fines particules dans la couche et dans la sous-couche a été appréhendé par la mise en place de pièges à fines. Cette méthode a été testée de façon exploratoire sur chacun des 5 cours d’eau. Il ressort de l’expérimentation de cette technique que des taux relativement importants de sédimentation ont été mis en évidence pour toutes les rivières étudiées. Ces taux atteignent des valeurs proches ou supérieures à 1 gramme par jour pour le piège supérieur, celui de la couche, et généralement inférieures au gramme par jour pour le piège de la sous-couche. La part de particules fines (< 600 ?m) est dans tous les cas importantes (> 50 %) et atteint fréquemment plus de 80 ou 90 % de la masse de l’ensemble des sédiments déposés dans le piège, et ce aussi bien pour le piège supérieur que pour le piège inférieur.

L’étude de la charge de matières en suspension a révélé pour ces rivières des charges relativement faibles. Aucune rivière ne se distingue l’une de l’autre à ce point de vue.

L’étude du déplacement de la charge de fond par la technique du marquage des éléments constitutifs de cette charge a permis de mettre en évidence des différences assez importantes entre les cours d’eau. Néanmoins, ces différences doivent être étudiées en gardant à l’esprit la faiblesse des crues enregistrées au cours de cette saison 2004-2005.

L’analyse diachronique des tracés s’est quant à elle montrée très instructive. Elle a permis de mettre en évidence une grande stabilité en plan des formes pour chacun des cours d’eau étudiés. Certains méandres de la Sûre et de l’Anlier ont conservé une forme identique depuis plus de 130 ans.

Enfin, l’analyse diachronique de l’occupation des sols dans le bassin versant ainsi que dans les fonds de vallée a également apporté de précieuses informations. L’analyse à l’échelle du bassin versant a permis de mettre en évidence un enrésinement important entre 1923 et 1963. L’analyse à l’échelle du fond de vallée amène au même constat, la progression importante entre 1923 et 1963 des surfaces couvertes de résineux principalement aux dépens des prairies. Cette évolution s’est produite avec la même intensité pour chacun des cours d’eau étudiés.

A titre d’exemple, pour la vallée de la Rulles (système simplifié car occupation du sol 100% forestière) : les prairies de fond de vallée passent de 77% de l’habitat en 1869 à 7% en 1987. L’enrésinement a donc probablement eu un impact important sur la qualité et la quantité des ressources alimentaires de la moule perlière. Les plantations de résineux ont également apporté des quantités importantes de sédiments (drainage, litières grasses et peu profondes augmentant le ruissellement des eaux, pertes de sol si plantation dans le lit majeur – incision des cours d’eau - traversée de cours d’eau lors de l’exploitation et érosion des sols après mise à blanc). Pour cette vallée, l’intensification de l’agriculture et les rejets d’eaux usées ne sont donc pas les facteurs responsables de l’absence de jeunes moules (voir Vandré, Schmidt & Wenz (2000). Contribute modern agriculture to the decline of the feshwater pearl mussel ? A historical review. Z. Ökologie u. Naturschutz 9 : 129 – 137).

Les conclusions de l’étude phase 2 :

Comparaison de la première et de la deuxième phase de l’étude (piège à sédiment)

L’année hydrologique de la première phase (2004-2005) a été calme par rapport à l’année hydrologique de la seconde phase (2006-2007). Lors de la première phase, l’Our, la Sûre, l’Anlier, l’Arlune et la Rulles n’ont subi que très peu de débits mobilisateurs de la charge de fond. Cette faiblesse des débits a eu une tendance à minimiser le taux de colmatage des pièges (moins de 1% à exceptionnellement 15 %). Une légère tendance saisonnière se marquait avec un colmatage plus rapide en hiver, saison d’occurrence des crues.

La seconde phase de l’étude confirme sans équivoque cette tendance saisonnière. De plus, les débits plus importants ont favorisé un colmatage plus important des pièges.

L’impact d’une mise à blanc

Rappelons tout d’abord les désavantages d’un point de vue biologique que présentent les pessières en plaine alluviale (Schneider, 2007), et par conséquent l’amélioration potentielle de la mise à blanc sur l’écosystème rivulaire. Les pessières provoquent :

La mise à blanc s’est déroulée durant la période automnale (fin octobre et début novembre). Nous avons mis en évidence que l’impact d’un tel chantier est très limité par rapport à l’impact d’un seul passage à gué tel que celui du site 2 (Goutelles des Bacs) ou celui du site 6 (l’Anlier). L’impact le plus visible de cette mise à blanc se situe au niveau du taux de remplissage du piège 8 (50 %) installé sous une traversée, mais cet impact disparaît au piège 9 situé 150 mètres en aval. De manière plus générale, la mise à blanc a provoqué une augmentation significative du taux de colmatage vers l’aval (zone en aval de la population de moule) uniquement en période sèche (de 15 à 35 %). En période plus humide, animée par des crues à plusieurs reprises débordantes, le taux de colmatage reste stable le long de la mise à blanc et reste dans le même ordre de grandeur (25 à 30 %) que le site de référence en amont (site 3). Nous pouvons conclure que la mise à blanc n’a globalement pas perturbé les tendances saisonnières du colmatage le long du profil longitudinal de la Rulles. Seuls des faits très localisés comme le tassement du fond par le passage d’engins dans le lit mineur provoquent une augmentation du colmatage, mais sans aucune répercussion notable en aval

Le transfert de sédiments fins à travers le bassin versant via les cours d’eau est une dynamique naturelle et elle a toujours existé. C’est un accroissement de ce transfert par les activités humaines qui modifie la texture des sédiments du lit mineur. Le transfert de matière fine est réalisé via le transport en suspension lors des crues. L’origine de cette matière est triple : elle provient du décolmatage du lit lors des crues mobilisatrices, de l’érosion des berges et du ruissellement provenant des versants via des chemins forestiers. La concentration en matière en suspension augmente vers l’aval lors des crues. Les sédiments fins peuvent être piégés dans le lit mineur lors de la décrue. Un potentiel de piégeage de ces matières fines est envisageable en plaine alluviale lors des débordements : nous avons déjà constaté des processus de décantation dans la plaine alluviale quelque peu abîmée par la mise à blanc et surtout derrière des zones herbacées bien conservées. La recolonisation spontanée de la plaine alluviale par une strate herbacée permettra d’améliorer cette décantation. La faible puissance spécifique de la Rulles (16 W/m²) lui confère une stabilité de son tracé et devrait permettre la recolonisation des berges par une strate herbacée et feuillue, limitant dès lors l’apport de fines lors des crues. Afin de démontrer ces hypothèses, les impacts de la mise à blanc doivent être suivis sur le moyen et le long terme.

La mise à blanc a été réalisée en utilisant des techniques protectrices du lit mineur et du lit majeur. Les traversées se déroulaient sur des rondins empilés dans le lit mineur et, en plaine alluviale, les machines circulaient sur un tapis de branches afin de ne pas déstructurer le sol. Ces techniques ont démontré une fois de plus leur efficacité : le passage de machines ne libère que très peu de matière en suspension dans le cours d’eau.

De manière plus anecdotique, la petite mise à blanc de 33 ares au niveau du site 7 sur l’Arlune a eu un impact limité dans le temps. Elle a fait augmenter légèrement (de 25 %) le taux de colmatage du piège en aval uniquement pendant la période de cette mise à blanc.

L’impact de passages à gués

L’impact des passages à gué peut se discuter différemment selon les sites étudiés. Tout d’abord, les gués suivis aux sites 2 (Rulles) et 6 (Anlier) montrent un impact néfaste. La Goutelles des Bacs montre des concentrations en MES très élevées en période de crues (485 mg/l), ce qui fait augmenter le taux de colmatage du piège en aval des gués. L’augmentation de la vitesse de colmatage en aval du gué sur l’Anlier (site 6) est aussi expliquée par la confluence d’un ruisseau drainant un bassin versant collecteur de chemins forestiers permettant un afflux de sédiments fins par ruissellement vers le drain principal. Une étude plus systématique de l’impact des chemins forestiers en connexion avec les cours d’eau pourrait confirmer cette hypothèse. En revanche, le gué du site 1 ne montre aucun impact négatif, mais ce gué n’a pas du tout été utilisé par l’exploitation forestière lors de notre période d’étude. Nous concluons que les passages à gué ont une influence néfaste sur le colmatage du lit en aval de ces derniers. Un unique passage à gué peut avoir plus d’impact qu’une mise à blanc de 8 ha.

Autres impacts

La proportion de matières organiques piégées dans la charge de fond, que ce soit en valeur absolue ou relative, est plus importante en période d’étiage qu’en période de crues (31,2 % contre 9,5 et 7,6 %). Nous observons aussi une part plus importante de matière minérale très fine (limons) piégée lors de l’étiage. Les crues mobilisatrices de la charge de fond incluant la matière organique permettent un colmatage plus important des pièges avec une part plus élevée de matière minérale grossière au détriment de la matière minérale fine et de la matière organique moins dense. A l’opposé, en étiage, seules la matière organique et la matière minérale très fine sont transportées en faible quantité et colmatent faiblement les pièges.

L’étude du secteur rectifié de la Houe montre qu’il n’a aucun impact sur le taux de colmatage du lit et que ce secteur est relativement stable sur une année hydrologique. La matière fine libérée par ce secteur sédimente à la faveur des irrégularités du lit néanmoins présentes dans le secteur rectifié.

Le prélèvement de charge de fond (Rulles) montre que la proportion de matériaux plus fins que 1 mm reste sous le seuil de 20 % proposé par Geist (2005). Ceci nuance les résultats de la phase 1 et indique que la Rulles pourrait être théoriquement propice à la survie et au développement de la moule perlière juvénile. Néanmoins, le seuil pourrait être très facilement dépassé en fonction de la date de prélèvement. Une campagne de prélèvements plus systématiques à différents moments de l’année et à différents sites d’étude pourrait nuancer ce fait, mais aussi révéler une tendance saisonnière.

 

Les résultats de ces deux études ont fait l’objet de 2 communications :

Communication lors des « Rencontres nationales techniques, gestion des ruisseaux de tête de bassin et zones humides associées » (France, Morvan):

MOLS J., DEFECHEREUX O., PETIT F., TERREN S., MOTTE G.
Projet Life-Nature « Conservation des habitats de la moule perlière en Belgique » : Étude de la qualité des fonds des rivières et des sédiments.

Communications par poster lors du colloque « La gestion physique des cours d’eau, Bilan d’une décennie d’ingénierie écologique », Namur, 10, 11 et 12 octobre 2007

MOLS J., G.MOTTE, O.DEFECHEREUX O., S. TERREN et PETIT F.,
Étude de la qualité du lit de cours d’eau ardennais en vue de la conservation de la moule perlière.

 

 

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