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ALPIX DEVELOPPEMENT DURABLE

Micro-centrale de Tours-en-Savoie

Etude morphologique, piscicole et microbiologique sur Le Grand Ruisseau

Tours-en-Savoie (73)

Rapport d’études – Version définitive

N°16.055

Février 2017

AMETEN Espace Bergès - LANCEY

300 Avenue des Papèteries 38190 VILLARD-BONNOT Tél : 04-38-92-10-41

ALPIX Developpement Durable Etude hydrobiologique et morphologique sur Le Grand Ruisseau

AMETEN – Février 2017 sur 33

ALPIX DEVELOPPEMENT DURABLE

Etude morphologique, piscicole et microbiologique sur Le Grand Ruisseau

Tours-en-Savoie (73)

Rapport d’études – Version définitive

N°16-055

Rapport rédigé par : Isabelle DUCLOT

Rapport vérifié par : Alexandre ALLIES

Rapport validé par : Ludovic LE CONTELLEC

N° dossier : 16.055

Coordonnées du bureau d’études :

AMETEN 300 Avenue des Papèteries Espace Bergès - LANCEY 38190 VILLARD-BONNOT Email : [email protected] Tél : 04-38-92-10-41

mailto:[email protected]



S O M M A I R E

1 OBJET DE L’ETUDE .................................................................................... 4

1.1 Contexte de l’étude ................................................................................................................. 4 1.2 Localisation de la zone d’étude ............................................................................................... 4 1.3 Méthodologie générale proposée ........................................................................................... 6

2 ETAPE 1 : CARACTERISATION HYDROMORPHOLOGIQUE DU GRAND RUISSEAU ...................................................................................................... 10

2.1 Méthodologie ........................................................................................................................ 10 2.2 Hydrologie au droit de la dérivation de la microcentrale actuelle ........................................ 11 2.3 Hydrologie au droit du projet ................................................................................................ 13 2.4 Analyse hydromorphologique ............................................................................................... 14 2.5 Simulation de fonctionnement hydrologique en état projet ................................................ 18 2.6 Conclusion de la caractérisation hydromorphologique du Grand Ruisseau ......................... 20

3 ETAPE 2 : REALISATION D’UNE CAMPAGNE DE PECHE ELECTRIQUE ......... 21

3.1 Inventaires piscicoles............................................................................................................. 22 3.2 Indices IPR et scores d'intégrité ............................................................................................ 25 3.3 Conclusion des inventaires piscicoles sur le Grand Ruisseau ................................................ 26

4 ETAPE 3 : EVALUATION DE LA QUALITÉ BIOLOGIQUE (IBGN-DCE ) ET I2M2 27

4.1 Stations d'études ................................................................................................................... 27 4.2 Méthodologie de prélèvement et mesure d’IBGN-DCE ........................................................ 27 4.3 Résultats de la qualité biologique ......................................................................................... 27 4.4 Conclusion de la qualité biologique sur le Grand Ruisseau ................................................... 30

5 SYNTHESE ................................................................................................ 31



1 OBJET DE L’ETUDE

1.1 Contexte de l’étude

ALPIX DEVELOPPEMENT DURABLE souhaite implanter une microcentrale hydroélectrique à Tours-en-Savoie sur Le Grand Ruisseau (ou ruisseau de Saint-Clément).

La société a ainsi mandaté AMETEN pour la réalisation d’une étude morphologique, piscicole et microbiologique sur le cours d’eau afin d’appréhender les impacts qui seraient liés à la prise d’eau de la future microcentrale.

Ainsi, l’objectif est d’évaluer les incidences biologiques et morphodynamiques du projet d’implantation d’une microcentrale hydroélectrique pour un débit réservé (Qr) à 1/10ème du module sur Le Grand Ruisseau.

En vue de l’instruction de la demande, la Direction Départementale des Territoires de la Savoie (DDT 73) a requis le programme d’investigations préalables suivant en vue d’appréhender et d’expertiser les incidences prévisionnelles de cette prise de débit :

Reconnaissance morphodynamique du Grand Ruisseau,

Réalisation d’une campagne de pêche électrique,

Evaluation de la qualité biologique (avec 2 campagnes IBGN-DCE).

Cette étude présente notre méthodologie réalisée pour mener à bien cette mission ainsi que les conclusions quant aux incidences biologiques, qualitatives et morphodynamiques liées à la création d’un aménagement hydroélectrique et la mise en place d’un débit réservé au 1/10ème sur le Grand ruisseau.

1.2 Localisation de la zone d’étude

Le Grand Ruisseau est un torrent issu de la confluence d’un certain nombre d’écoulements, avec une ligne de crête reliant le Pas de l’Ane à la Pointe de la Grande Journée dans le massif du Beaufortin. Le Grand Ruisseau s’écoule en direction de la vallée de l’Isère, s’infléchit vers l’Est pour contourner le village de Tours-en-Savoie, pour finir par se jeter dans l’Isère. La carte ci-dessous représente le bassin versant du Grand Ruisseau.



Figure 1 : Localisation bassin versant Le Grand Ruisseau

Le secteur concerné par l’étude est le tronçon du Grand Ruisseau entre le point de rejet de la microcentrale existante « La centrale de Tours » à 450 m d’altitude et le pont en aval de l’entreprise de TIVOLY à 378 m d’altitude (cf. Figure 2). La restitution d’eau du projet se fera en aval de la confluence avec le Nant Varin à 367 m d’altitude.



Figure 2 : Localisation de la zone d’étude et projet

1.3 Méthodologie générale proposée

1.3.1 Les étapes d’étude

Ce rapport d’étude présente les différentes étapes, conformes aux prescriptions et demandes de la DDT 73 :

Etape 1 : Parcours du futur tronçon court circuité - Sélection de 2 tronçons (amont et aval) –Reconnaissance morphodynamique avec estimation des surfaces mouillées.

Etape 2 : Réalisation d’une campagne de pêche électrique,

Etape 3 : Evaluation de la qualité biologique (IBGN- DCE sur deux saisons).

Evaluation des incidences hydromorphologique, piscicole et biologique, de la création d’une nouvelle microcentrale hydroélectrique sur le Grand Ruisseau – Avis et préconisations.



1.3.2 Sélection de deux tronçons d’étude représentatifs

Afin de répondre aux demandes de la DDT 73, nous avons sélectionné deux tronçons suffisamment représentatifs (un au niveau de la prise en eau de la future microcentrale hydroélectrique et l’autre à l'amont de la confluence avec le ruisseau Nant Varin). Les deux stations sont représentées sur la Figure 2.

Les deux tronçons ont été choisis pour cumuler certains paramètres :

L’accessibilité,

Un certain degré de continuité morphologique,

L’incidence relative des affluents en termes d’apport solide et liquide, afin que l’on puisse corréler directement la variation du débit réservé avec les conséquences constatées, en limitant des causes externes,

La visite conjointe entre l’hydraulicien et l’hydrobiologiste, afin que le choix soit compatible avec les objectifs de la pêche électrique et de fonctionnement hydraulique.

La station intermédiaire a été choisie afin de pouvoir comparer les relevés de terrain des deux stations (amont et intermédiaire) et interpréter les résultats sans qu'ils soient influencés par les apports conséquents du Nant Varin. Sur le tronçon court-circuité, 110 mètres sont concernés par l’apport du Nant Varin, sur lesquels le projet aura une incidence faible.

1.3.3 Aménagements sur le Grand Ruisseau

1.3.3.1 Aménagements pour l’hydroélectricité

Les premiers aménagements sur Le Grand Ruisseau à Tours-en-Savoie débutent dans les années 80, avec la régie municipale de la commune qui dépose une demande d’autorisation d’exploitation pour la création d’une centrale hydroélectrique sur Le Grand Ruisseau. Elle sera autorisée par l’Arrêté Préfectoral du 6 février 1984. A ce jour, Le Grand Ruisseau compte 2 microcentrales hydroélectriques:

La centrale des Chapogères avec une prise d’eau sur Vernes, le Mappaz (tous les deux affluents du Grand Ruisseau) et sur Le Grand Ruisseau.

La centrale de Tours avec une prise d’eau principale sur Le Grand Ruisseau (à l’aval de la centrale des Chapogères) et une prise d’eau secondaire sur le Mappaz (affluent rive droite).

Le débit réservé pour cette dernière correspond à l’arrêté préfectoral du 6 février 1984 (modifié par l’arrêté préfectoral n°2014-144 du 12 mars 2014, après étude d’impact) : il correspond à la somme des débits réservés liés aux deux prises d’eau, soit une valeur arrondie à 40 L/s sur un linéaire d’environ 1 700 m (le 1/10ème du module étant de 33 L/s). Le débit dérivable est de 400 L/s. L’eau turbinée est restituée ainsi :

- une conduite de restitution alimente à 50 L/s le canal des Usines en amont du village, fixé par l’arrêté préfectoral,

- le reste du débit est restitué au Grand Ruisseau au moyen d’une conduite de diamètre de 400 mm.

1.3.3.2 Aménagements protection d’inondation et laves torrentielles

La commune de Tours-en-Savoie est installée sur le cône de déjection du torrent du Grand Ruisseau. Le risque d’inondation et de laves torrentielles est fort, principalement causé par de gros orages estivaux et/ou par une fonte rapide du manteau neigeux. Les berges instables du torrent engendrent une forte érosion du lit et des grandes quantités de matériaux charriés.

En 1935, suite aux évènements majeurs du début du siècle, un périmètre de restauration a été créé afin de stabiliser le lit du torrent. Dans ce cadre, seize barrages seuils furent construits par tranches successives en 1937, 1967 et 1980 par le RTM.



Au niveau du hameau des Contamines, le ruisseau est entièrement canalisé en béton armé (500 mL) jusqu’à sa confluence avec l’Isère. Cet aménagement a pour but de protéger le site d’EDF installé pour la centrale de la Bâthie. Le Grand Ruisseau est inaccessible aux remontées de géniteurs depuis l’Isère et cela depuis les années 1956-57, date à laquelle l’aménagement a été réalisé.

En 1996-97, la commune fait construire une plage de dépôt capable de retenir quelque 40 000 m3 de matériaux dans l’éventualité d’une lave torrentielle de grande ampleur. Cet ouvrage se présente sous la forme d’une digue de dix mètres de haut associée à une « grille métallique » large de 4 m par laquelle le torrent s’écoule en période normale.

1.3.3.3 Prise d’eau du Canal des usines

En rive droite, à environ 150 m en amont de la centrale de Tours, le canal des usines est alimenté avec un débit entre 10 et 35 l/s selon les réglages de la vanne d’alimentation (donnée de 2004).

L’ensemble des aménagements sur le Grand Ruisseau est identifié sur la carte suivante :

Figure 3 : Aménagements sur le Grand Ruisseau



1.3.4 Classement réglementaire du Grand Ruisseau

1.3.4.1 Projet de classement au titre de la continuité écologique

Le classement des cours d'eau au titre de l’article L 214-17 du code de l’environnement a été sanctionné par un arrêté du préfet coordonnateur de bassin en juillet 2013.

Le Grand Ruisseau n’est pas classé au titre de la continuité écologique.

1.3.4.2 Identification des frayères

D’après l’arrêté préfectoral du 27 décembre 2012 portant inventaire des frayères dans le département de la Savoie, le Grand Ruisseau est classé en annexe 1 « Inventaire Poisson » jusqu’à la plage de dépôt RTM pour la truite fario.



2 ETAPE 1 : CARACTERISATION HYDROMORPHOLOGIQUE DU GRAND RUISSEAU

En première approche, la reconnaissance hydromorphologique du Grand Ruisseau a consisté au parcours du potentiel tronçon court-circuité et à la reconnaissance morphodynamique sur les 2 stations sélectionnées (amont et aval) avec caractérisation des surfaces mouillées. Cette caractérisation a été réalisée conjointement par deux ingénieurs spécialisés d’AMETEN.

L’application du protocole CARHYCE (ONEMA) pourrait être envisagée pour un état initial complet sur un plus long linéaire (ou pour un suivi ultérieur), mais il n’est pas indispensable pour mettre en évidence les éléments demandés.

Les deux stations sont présentées dans la partie 1.3.2.

2.1 Méthodologie

2.1.1 Hydromorphologie

La qualité de l’habitat physique conditionne le fonctionnement de l’écosystème aquatique. Dès lors, le premier objectif est de définir un état de référence sur un tronçon, pour le débit actuel, puis de regarder, en faisant évoluer la variable qu’est le débit liquide, les incidences sur certains paramètres hydromorphologiques.

En fonction de l’ampleur de ces incidences, on pourra déduire si l’habitat physique se dégrade significativement ou non, dans le cas où le débit est réduit, et donc s’il perd sa fonction de soutien aux paramètres biologiques et nuit à la l’atteinte du bon état du cours d’eau.

La bande active du Grand Ruisseau sur le potentiel futur tronçon court-circuité, est de l’ordre de 4 mètres de large, chaque tronçon étudié représentera donc environ 60 mètres linéaires en première approche, en 3 profils (espacés d’au moins 8 mètres linéaires). Les tronçons ont été adaptés, en s’assurant de couvrir au moins une alternance radier/mouille, en fonction de la réalité du site. L’analyse porte sur les besoins de l’étude, mais la généralisation à l’ensemble du ruisseau n’est pas possible à partir de cette seule campagne (ne s’agissant pas d’un protocole CARHYCE complet).

La station amont concerne 3 profils sur 50 mètres et la station aval 3 profils sur 70 mètres, les deux stations étant espacées de 680 mètres.

2.1.2 Contenu

Les mesures concernent un certain nombre de paramètres hydrauliques caractérisant l’habitat. Il s’agit, entre autres, de la largeur de plein bord, du faciès d’écoulement, de la géométrie du lit mineur, du débit, de la ripisylve, de la pente, de la nature des matériaux, et de l’estimation des surfaces mouillées concernées (par comparaison des hauteurs d’eau sur un gabarit relevé, soit un tarage simplifié).

La campagne de terrain est complétée d’un recueil de données, afin de croiser apports solides et liquides respectifs, mettant en évidence les incidences morphodynamiques.



2.2 Hydrologie au droit de la dérivation de la microcentrale actuelle

2.2.1 Le Grand Ruisseau

Le Grand Ruisseau a fait l’objet d’une analyse hydrologique lors de la réalisation de l’étude d’impact de la microcentrale existante. Il n’existe pas de mesures suivies des débits, hormis les données de l’exploitant.

On y retrouve les caractéristiques suivantes au droit de la station à 950 m d’altitude (en amont de notre site d’étude), issues d’extrapolation avec des bassins jaugés proches et similaires :

Superficie du bassin versant au droit de la prise de la microcentrale (située à 965 m : 7.3 km² au droit de la microcentrale),

Pente moyenne du cours d’eau entre la source et Tours-en-Savoie : 20 %,

Module total au droit de la confluence (branche du Grand Ruisseau, prise d’eau principale, et branche du Mappaz, prise d’eau secondaire sur l’affluent) : 328 L/s

Débit dérivable maximal : 400 L/s avec restitution de 50 L/s vers le canal des usines.

Pour rappel, l’arrêté prévoit un débit réservé de 40 L/s, dont 10 L/s pour le canal des usines (ce dernier débit peut monter jusqu’à 35 L/s si le débit naturel du cours d’eau est suffisant, en été notamment). L’objet de l’étude est la comparaison entre divers débits‐cibles prescriptibles, aussi est-il intéressant de rappeler diverses préconisations CEMAGREF (IRSTEA) existantes à l’échelle des Alpes et pré-Alpes.

Ces préconisations s’appuient sur une étude de cas, afin d’évaluer les effets de la règlementation française, considérant le débit réservé minimal égal à 1/10ème du module. L’étude de cas montre que plus de la moitié des tronçons dérivés (avec débit réservé de 1/10ème du module) subissent des impacts environnementaux visibles, ces proportions augmentant pour les rivières torrentielles (dont la pente est au moins supérieure à 3 %), et augmentant drastiquement dès lors que l’on raisonne sur 1/20ème ou 1/40ème du module. Le CEMAGREF conclut donc que le 1/10ème du module constitue une valeur plancher, et que, lorsque c’est possible et intéressant, de meilleures conditions peuvent être recherchées, en particulier sur les rivières torrentielles ou présentant des enjeux spécifiques, dans une optique d’atteinte du bon état écologique.

Diverses formulations existent pour estimer un débit minimum biologique dans cette optique, mais ces estimations statistiques se basent à la fois sur des questions d’hydromorphologie, de qualité de l’eau, mais aussi, en présence d’enjeux piscicoles, de montaison/dévalaison des spécimens.

Dans le cas du Grand Ruisseau, ce dernier point est déjà sérieusement compromis de par la présence de nombreux obstacles successifs infranchissables à l’amont et à l’aval du projet.

La problématique se pose donc plutôt sous la forme de la capacité de survie des alevinages annuels dans le compartiment compris entre la prise d'eau projetée et la restitution projetée et de l’oxygénation du milieu (afin de préserver le très bon état physico-chimique).

L’analyse est donc centrée sur l’analyse des incidences pour un débit réservé du 1/10ème du module, et sur un « débit-cible » correspondant au débit moyen annuel après aménagement dans le tronçon court-circuité (intégrant l’alternance été-hiver).



Figure 4 : Le Grand Ruisseau



2.2.2 Le Nant Varin

Le Nant Varin est un affluent du Grand Ruisseau. Il prend sa source à 2 073 m dans une vallée parallèle au Grand Ruisseau. Il se jette dans le Grand Ruisseau à 373 m d’altitude en aval du pont de l’usine de Tivoly et en amont du futur point de restitution de la microcentrale.

La superficie collectée est de 2.95 km².

L’apport de débit moyen du Nant Varin dans le tronçon court-circuité est présenté dans le tableau ci-dessous, en L/s :

Moyenne

Jan Fev Mars Avr Mai Juin Juil Aout Sept Oct Nov Dec Moy Estiv Hiver

60 52 73 106 196 227 150 81 63 65 64 65 100 152 63

Tableau 1 : Apport du Nant Varin en l/s

L’apport du Nant Varin se situe 110 m en amont de la restitution de la future microcentrale.

Figure 5 : Le Nant Varin

2.3 Hydrologie au droit du projet

La campagne hydromorphologique a fait l’objet d’une visite de terrain avec mesures de débit, par temps clair, à l’aide d’un courantomètre, avec une incertitude que l’on peut estimer inférieure à 10%.

Débits (L/s)

30/08/2016

Station amont (largeur > 2.7 m) 243

Station aval (largeur > 3.3 m) 178

Tableau 2 : Mesures de débits du Grand Ruisseau

La campagne a mis en évidence un débit mesuré à l’aval inférieur à celui mesuré à l’amont lors de la journée du 30/08/2016. La mesure à la station amont a été effectuée en début de matinée, tandis que la mesure de la station aval a été réalisée peu après midi.



Les conditions hydrologiques ayant été relativement stables les jours précédents, et, étant donné le caractère neuf du matériel, l’emploi régulier par les opérateurs, les vitesses cohérentes mesurées, et la densité de points (une trentaine par profil pour limiter les sources d’erreur), l’explication est à rechercher du côté de la microcentrale de Tours-en-Savoie : en effet, la microcentrale était à l’arrêt pendant des travaux concomitants. De fait, tout le débit naturel a transité dans le cours d’eau, à l’exception de la période de vidange de 50 L/s vers le canal des usines. Les 50 L/s ajoutés au prélèvement de Tivoly de quelques L/s et à l’incertitude de mesure expliquent l’écart (pas d’apport ou de restitution constatés entre les deux stations de mesure).

En tout état de cause, ces débits seront ceux pris en compte pour l’analyse de chacune des stations hydromorphologiques.

L’analyse hydrologique menée en 1981 et reprise dans l’étude d’impact de la microcentrale de Tours est à reporter au bassin versant concerné par le projet.

Le débit moyen mensuel spécifique retenu pour le bassin de Tours est de 45L/s/km² sur le bassin versant amont de haute altitude (7.3 km²), avec une mise à jour des coefficients mensuels affectés au module (de l’ordre de 0.63 de début septembre à fin mars : la fonte commence plus tôt que dans le Beaufortin, et l’étiage commence dès la fin août, on observe des débits plus forts en juin et sans pic naturel très marqué en juillet). Sur la partie basse (2.3 km²), subissant moins d’effets orographiques, nous proposons de retenir le débit spécifique de 30 L/s/km² (station La Chaise à Ugine), et de garder les mêmes coefficients mensuels, en l’absence de suivi plus précis.

Le bassin versant du Grand Ruisseau au droit de la prise d’eau du projet a une superficie de 9.6 km², avec un bassin versant complémentaire de 0.73 km², intercepté par le tronçon court-circuité. Sur la base des éléments présentés précédemment, cela donnerait les données suivantes :

Superficie : 9.6 km²

Module : 398 L/s

1/10ème du module (arrondi) : 40 L/s

Débit moyen annuel à maintenir, si l’on souhaite stimuler le milieu, en intégrant l’apport reçu par le tronçon court-circuité et sans les apports du Nant Varin (cf chapitres 2.4 à 2.6) :

100 L/s

2.4 Analyse hydromorphologique

2.4.1 Méthodologie

Nous utiliserons à titre de comparaison entre les états, la méthode expérimentale du Montana (d’après Tennant, 1976, issue d’un jeu de comparaison de 58 stations sur 11 rivières des Rocheuses), qui consiste à analyser des grandeurs hydrauliques déterminantes pour les capacités d’accueil de la biomasse aquatique, avec des critères pour la circulation d’une part, et la capacité de reprise du substrat (à même de diversifier les faciès d’écoulement et favoriser l’apparition de radiers, mouilles, caches…). Elle peut s’appliquer pour des rivières permanentes à moins de 10 % de pente (en réalité, la limite de validité correspond à des torrents à cascades : on est ici sur une morphologie d’alternances de radiers et de mouilles avec de petites chutes, contrairement au secteur plus amont).

Sur le secteur concerné, la pente varie entre la station amont (où la pente est de l’ordre de 13.7% d’après nos mesures, à la station aval où la pente calculée est de l’ordre de 6.9%).

Les critères classiquement retenus sont les suivants :

En deçà de 30 cm de lame d’eau moyenne et de 0.23 m/s de vitesse moyenne, on observe un décrochage des capacités d’accueil et de vie, avec banalisation et dégradation des habitats. Ce phénomène est généralement corrélé avec l’observation de surfaces mouillées en permanence inférieure à 45% de la superficie du lit mineur (à plein bord). Le bassin versant n’étant pas producteur de sables, il n’y a en revanche pas de problématique de colmatage minéral dans les zones ralenties à étudier.



Au‐dessus de 44 cm de lame d’eau moyenne et de 0.41 m/s, on observe une amélioration continue de ces mêmes habitats, corrélé avec des surfaces mouillées en permanence supérieure à 65% de la superficie du lit mineur (à plein bord), contribuant au très bon état.

Entre les deux, se situe la zone incertaine « d’acceptabilité » ou de maintien de la vie qui nous concerne, où l’on va raisonner par comparaison. Dans les zones où la vitesse est optimale pour l’oxygénation, mais avec une faible lame d’eau moyenne (configuration de torrent comme ici), on considèrera le seuil de 5 cm de lame d’eau moyenne (franchissabilité pour les petits géniteurs de truites fario, à condition que l’on retrouve des caches et mouilles naturelles par endroits, comme c’est le cas ici).

Les grandeurs mesurées, par application de la formule de Manning-Strickler, sont :

Lpb : la largeur de plein bord, en mètres,

Lm : la largeur mouillée dans le transect, en mètres,

Hm : la hauteur d’eau à l’axe, en mètres,

Sm : la section en travers mouillée approximative, en mètres carrés,

Vmoy : la vitesse moyenne, soit par mesure au moulinet, soit par intégration, en m/s,

R : rayon hydraulique en m

K : coefficient de rugosité de la section (ici très dépendant de la granulométrie des matériaux du lit, qui est très étalée, des graviers fins jusqu’aux blocs, avec un diamètre médian de 32 mm : la rugosité de fond peut être estimée à 11-12 par la formule de Strickler, à pondérer en fonction des effets de bord)

Sup_eau : la superficie approximative mouillée cumulée sur la station, par interpolation, en mètres carrés.

2.4.2 Rappel de la configuration testée

L’état initial est comparé avec la configuration projet suivante :

1/10ème du module en débit réservé

Ajout des apports complémentaires interceptés naturellement par le tronçon court-circuité

Ajout des débits déversés lorsque le débit naturel dépasse le débit dérivable

Le calcul des superficies mouillées est comparé entre :

l’état de référence à l’initiale,

le comportement typique après aménagement en période hivernale (pas de débit déversé)

le comportement moyen annuel après aménagement

Dans le cas où un stress hydrique était simulé sur l’ensemble de l’année, la diversité taxonomique pourrait être altérée par la diminution des débits et notamment la réduction des superficies mouillées, qui entrainerait probablement la disparition de quelques habitats particuliers de bordure.

Les objectifs recherchés ici sont donc les suivants : on cherche à maintenir la biomasse issue de l’alevinage d’une part, et une oxygénation assurant le très bon état écologique d’autre part. On va donc regarder les effets du passage au 1/10ème du module ponctuellement (40 à 54 L/s), et les effets de l’aménagement pour le débit moyen annuel (80 à 102 L/s), qui représentent plus les incidences globales.



2.4.3 Résultats

Station amont

Station aval

Tableau 3 : Résultats hydromorphologiques sur les deux stations du Grand Ruisseau



On constate que les calculs pour 40 L/s (54 L/s à l’aval) sont symptomatiques d’une situation de stress hydrique (lame d’eau moyenne de l’ordre de 5 cm quasi généralisée, vitesses inférieures à l’optimal 0.41 m/s et se rapprochant du seuil limite de 0.23 m/s, aucune mouille d’au moins une trentaine de centimètres, moins de la moitié du lit de plein bord en eau), tandis que la situation plus stimulante à 80 L/s (102 L/s à l’aval) présente systématiquement des conditions d’écoulement acceptables, sur la base de ces mêmes critères.

Par ailleurs, pour les débits de référence mesurés (178 et 243 L/s), assez représentatives du débit naturel d’étiage, on constate que le milieu n’est pas propice, naturellement, à la reproduction piscicole, ce qui est confirmé par les résultats de la pêche électrique.

Dès lors, les effets sont à nuancer au regard de l’enjeu piscicole limité.

En complément à la comparaison hydraulique, une comparaison des superficies mouillées est faite :

1/10e de module

Référence 1

Référence 2

Débit-test

Débit retenu (L/S) 40-54 178 243 80-102

Superficie en eau (m²) : station amont 96 125 143 111

Pourcentage de variation par rapport à la situation de référence 2

-33.0% -12.6% 0.0% -22.1%

Superficie en eau (m²) : station aval 147 184 202 173

Pourcentage de variation par rapport à la situation de référence 2

-27.3% -9.1% 0.0% -14.8%

Tableau 4 : Comparaison des surfaces mouillées du Grand Ruisseau

Dans les deux cas, le passage du débit de référence de 243 L/s au 1/10ème du module réduit d’un peu moins de dix centimètres la lame d’eau de manière généralisée, et d’une trentaine de % les superficies en eau sur le linéaire ausculté (sur moins de 900 mètres court-circuités, on peut extrapoler la superficie en eau à environ 2 500 m², et donc 750 m² en moins pour les périodes fonctionnant seulement avec le débit réservé). Pour 80 à 102 L/s, les incidences négatives sont presque réduites de moitié (réduction de moins de 5 cm et de 450 m² de superficie en eau en moyenne annuelle).

Une simulation du fonctionnement hydrologique en état projet est présentée ci-après.



2.5 Simulation de fonctionnement hydrologique en état projet

En supposant le débit réservé règlementaire fixé à 40 L/s (1/10ème du module), et sur la base des données disponibles, on obtient la simulation hydrologique suivante :

Tableau 5 : Simulation du fonctionnement hydrologique sur le tronçon court-circuité avec un débit réservé règlementaire fixé à 1/10ème du module (40 L/s)



Figure 6 : Histogramme des débits en état projet



En fixant le débit réservé règlementaire au minimum, à savoir 1/10ème du module (40 L/s), en état projet, on observe que :

Le fonctionnement moyen en étiage hivernal, est similaire de septembre jusqu’en mars, avec un débit dans le tronçon court-circuité égal au débit réservé, augmenté des apports latéraux naturels

Le fonctionnement moyen d’avril à août permet des conditions d’écoulement plus stimulantes, au moins équivalentes à celles observées lors de notre campagne hivernale en état actuel (et pour laquelle nous n’avons pas observé de problème de qualité)

Du fait du fonctionnement estival (avec des débits déversés), on a donc en moyenne sur l’année, un débit maintenu dans le tronçon court-circuité correspondant à des conditions d’écoulement acceptables

Les apports du Nant Varin viennent compléter le débit transité sur les 110 derniers mètres court-circuités, rendant les incidences limitées sur ce tronçon, sans détérioration de l’habitat

2.6 Conclusion de la caractérisation hydromorphologique du Grand Ruisseau

Les incidences calculées pour le nouveau débit moyen annuel sont à nuancer selon les points suivants :

1°) Elles se limitent à un compartiment aquatique limité à 900 mètres d’emprise, sans pollution identifiée, et sans enjeu notable : par ailleurs, au vu de la pente, le risque de déconnexion de vasques et de réchauffement est faible.

2°) Le débit dérivable admissible est de 470 L/s, alors que les débits du Grand Ruisseau dépassent cette valeur l’été. On a alors les prescriptions d’usage dans ce cas-là, à savoir que le débit plancher de 1/10ème du module est tout à fait envisageable en hiver, si un débit plus « stimulant » est disponible en été, grâce au déversoir de la microcentrale, à une période où cela est soutenable en termes d’objectif de production électrique, dans la mesure où le milieu n’est déjà pas accueillant pour la truite, à l’état actuel.

3°) Le nouveau débit moyen annuel dans le tronçon court-circuité n’est pas de nature à altérer la qualité physico-chimique du milieu et permet la survie des alevins.

A ce titre, le choix du 1/10ème du module en débit réservé est suffisant compte tenu des objectifs et enjeux.



3 ETAPE 2 : REALISATION D’UNE CAMPAGNE DE PECHE ELECTRIQUE

Dans la cadre de cette étude, il a été réalisé une campagne de pêche électrique le 30 août 2016 par la société Gay Environnement, avec deux inventaires piscicoles sur le futur tronçon court-circuité par ledit projet. Les résultats bruts sont fournis en annexe 1.

Cette partie présente les investigations réalisées en août 2016 en les comparant aux données antérieures disponibles (Etude d’impact du dossier de demande renouvellement d’autorisation administrative de la chute de Tours-en-Savoie. 2012).

Les deux stations sont identiques à celle présentées dans la partie 1.3.2.

Ces inventaires ont été effectués, selon la méthode de De Lury, au niveau de 2 stations :

GRUI0100, située en aval immédiat de la restitution des eaux de la centrale de Tours existante;

Figure 7 : GRUI0100, amont



GRUI0200, située en aval de l’usine de Tivoly, au droit du pont.

Figure 8 : GRUI0200, aval

3.1 Inventaires piscicoles

3.1.1 Effort de pêche

L’effort de pêche est précisé dans le tableau ci-après.

GRUI0100 GRUI0200

Longueur de la station (m) 66.5 74.2

Largeur de la station (m) 3,1 3,8

Surface pêchée (m²) 206.2 282.0

Nb de passage 2 2

Nb d’anode(s) 1 1

Intervenants 5 5

Tableau 6 : Effort de pêche, 30 août 2016

3.1.2 Densités numériques et pondérales

D’après leurs caractéristiques de pente, de largeur, de température…, les stations GRUI0100 et GRUI0200 s’apparentent au niveau typologique B2 à l’amont comme à l’aval (d’après Verneaux, 1976).

Pour ces niveaux typologiques, le peuplement piscicole théorique devrait être composé à l’amont de truites fario et de chabots avec des densités moyennes.

Les densités numériques et pondérales, estimées à partir de la méthode de Carl et Strub, sont récapitulées dans le Tableau 7 ci-dessous et illustrées par les graphiques ci-après.



Stations Espèces Effectif (Nb/ha) Biomasse (Kg/ha)

GRUI0100 TRF 1 407 56.12

GRUI0200 TRF 958 30.36

Tableau 7 : Densités numériques et pondérales

3.1.3 Station Amont – GRUI0100

En 2016, le peuplement piscicole du Grand Ruisseau en aval immédiat de la centrale amont existante est composé de la seule truite fario.

Le peuplement piscicole présent, en termes de densités, en référence aux classes définies par l’ONEMA (mai 1995) est de:

o une densité numérique est « moyenne» (classe 3 : densité comprise à 1 000 et 2000 individus/ha),

o une densité pondérale « moyenne » (classe 3 : biomasse comprise entre 51,0 et 102,0 kg/ha).

Du point de vue structural (cf. Figure 9), la population recensée en 2016 est déséquilibrée : avec une forte abondance des très jeunes stades, issu de l’alevinage (les truitelles de taille inférieure à 100 mm représentent 69 % des poissons capturés) s'ajoute la quasi-absence des juvéniles.

STATION AMONT : Evolution interannuelle des effectifs et des biomasses de truites

Figure 9 : GRUI0100 – structure du peuplement piscicole

3.1.4 Station aval – GRUI0200

En 2016, le peuplement piscicole secteur aval du Grand Ruisseau est composé, comme à l’amont uniquement de truites fario et donc altéré en termes de composition (absence du chabot).

En 2016, la densité de truites fario est, en référence aux classes définies par l’ONEMA (mai 1995) :

o numériquement « assez faible » (classe 2 : 500< densité < 1000 individus/ha).

o pondéralement « assez faible » (classe 2 : 25,5< biomasse < 51.0 kg/ha).

Du point de vue structural (cf. Figure 10), la population recensée en 2016 est déséquilibrée : comme à l’amont on retrouve une forte abondance des très jeunes stades, issu de l’alevinage (les truitelles de taille inférieure à 100 mm représentent 73 % des poissons capturés) s'ajoute la quasi-absence des juvéniles.



STATION AVAL : EFFECTIFS ET BIOMASSES

Figure 10 : GRUI0200 – structure du peuplement piscicole

3.1.5 Données antérieures

Les données antérieures disponibles (Étude d'impact du dossier de demande de renouvellement d'autorisation administrative de la chute de Tours-en-Savoie, Hydrowatt et Sage Environnement, 2012) font état :

en 2004 :

o de l'absence de poissons sur les secteurs amont (points GR1 à GR3) ;

o de la présence d'une petite population de truite en amont immédiat de la restitution des eaux (GR4 - 240 truites/ha pour une biomasse de 37 kg/ha), soit une situation plus dégradée que celle constatée en 2016 juste en aval (station GRUIO1OO) ;

en 2012 :

o de l'absence de poisson sur le secteur amont (point GR2) ;

o de la présence d'une population très importante sur le secteur médian (GR3) avec environ 4 900 truites/ha pour une biomasse de 71,2 Kg/ha, soit une situation meilleure que celle constatée plus en aval - en secteur naturel. Cette situation serait due à la présence en grand nombre d'alevins issus de l'empoissonnement par AAPPMA locale ;

o de la présence, en amont proche de la restitution des eaux (GR4), d'une population de truites « moyenne » avec des densités pondérale et numérique de respectivement 1 730 truites/ha et 88 Kg/ha, soit une situation comparable à celle constatée en août 2016 en aval immédiat de cette même restitution (malgré une baisse de la biomasse).



Figure 11 : Carte de localisation de données antérieures (Extrait étude HYDRO WATT et SAGE ENVIRONNEMENT, 2012)

3.2 Indices IPR et scores d'intégrité

3.2.1 Indices IPR

Les indices IPR sont calculés pour les 2 stations et présentés ci-après.

Leur interprétation est faite en référence aux limites de classes mentionnées dans l’annexe 3 de l’arrêté du 27 juillet 2015 relatif aux méthodes et critères d’évaluation de l’état écologique et du potentiel écologique des eaux de surface pris en application des articles R. 212-10, R. 212-11 et R. 212-18 du code de l’environnement. Ces classes d’état ont été définies, dans le cadre de l’application de la Directive Cadre Européenne sur l’eau, par le CEMAGREF et sont présentées ci-après.

IPR État "Poissons"

IPR < 7 Très bon

7 ≤ IPR < 16 Bon

16 ≤ IPR < 25 Moyen

25 ≤ IPR < 36 Médiocre

36 > IPR Mauvais

Tableau 8 : Classes d'état "Poissons"



Sur la station amont (GRUI0100), l'indice IPR est égal à 16.9 et correspond à un état "Moyen" au sens de la DCE. Sur la station aval (GRUI0200), l'indice IPR se dégrade sensiblement pour atteindre 21,6, mais l’état, au sens de la DCE, demeure "Moyen".

3.2.2 Scores d'intégrité

Les scores d’intégrité piscicole sont récapitulés ci-dessous par station.

Station amont (GRUI0100)

Station aval (GRUI0200)

S2iE 16.9 9.8

S2iH 10.7 8.9

S2iG 13.8 9.3

Tableau 9 : Scores d'intégrité

Sur la station amont (GRUI0100), l’indice global est « moyen » et vaut 13,8/20. Il traduit une absence de perturbation sensible de la qualité physico-chimique des eaux (S2IE = 16.9) et une capacité d’accueil assez modeste (S2IH = 10.7).

A l’aval (GRUI0200), l’indice global diminue et devient « assez faible » : S2IG = 9.3. Il traduit une baisse modérée de l’hospitalité (S2IH = 8.9).

3.3 Conclusion des inventaires piscicoles sur le Grand Ruisseau

Les investigations effectuées montrent que :

Station Amont – GRUI0100:

le peuplement piscicole apparaît "moyen" au sens de la DCE malgré la multiplicité des obstacles artificiels et naturels ;

le peuplement piscicole apparaît altéré avec l’absence du chabot, cette situation semblant liée à la multiplicité des obstacles artificiels et naturels ;

les densités pondérales et numériques sont artificiellement maintenues à un niveau satisfaisant suite aux alevinages par l'AAPPMA locale ;

les scores d'intégrité sont satisfaisants avec des habitats limitants ;

Station Aval - GRUI0200:

le peuplement piscicole est "moyen" au sens de la DCE malgré la multiplicité des obstacles artificiels et naturels ;

le peuplement piscicole recensé présent le même déséquilibre qu’à l’amont (sureffectif des alevins, absence des juvéniles ;

les densités pondérale et numérique régressent sensiblement par rapport à l’amont et deviennent à peine satisfaisantes ;

les scores d'intégrité soulignent une dégradation des capacités d’accueil entre l’amont et l’aval, sans dégradation de la qualité de l’eau.



4 ETAPE 3 : EVALUATION DE LA QUALITÉ BIOLOGIQUE (IBGN-DCE ) ET I2M2

L’évaluation de la qualité biologique IBGN-DCE a été réalisée sur 2 campagnes et 2 points de prélèvements par la société LAEPS (prélèvements et déterminations), disposant des accréditations et agréments nécessaires pour ce type de mission :

- une première campagne IBGN le 22 mars 2016,

- une deuxième campagne IBGN le 29 août 2016.

L’I2M2 ou indice multi-métrique est calculé sur les deux campagnes, cet indice remplacera à l’avenir l’indice IBGN équivalent pour mieux répondre aux exigences de la DCE.

4.1 Stations d'études

Le choix des stations d’études est identique aux investigations hydromorphologiques et piscicoles (cf. partie 1.3.2).

4.2 Méthodologie de prélèvement et mesure d’IBGN-DCE

4.2.1 Prélèvement

Les campagnes de mesures de la qualité biologique ont été réalisées suivant le protocole de l’Indice Biologique Global Normalisé (IBGN) DCE de la norme de prélèvement XP T90-333 « Qualité de l'eau - Prélèvement des macro-invertébrés aquatiques en rivières peu profondes ».

4.2.2 Détermination en laboratoire des IBGN-DCE

Le niveau de détermination des taxons correspond à celui retenu dans la norme XP T90-388 «Qualité de l'eau - Traitement au laboratoire d'échantillons contenant des macro-invertébrés de cours d'eau » (2010) et la norme NF T 90-350 « Détermination de l’indice biologique globale normalisé (IBGN) ».

L'état biologique se décline en cinq classes d’état (très bon à mauvais). La comparaison de la valeur de l'Equivalent IBG à ces limites de classes permet alors de définir l'état biologique de la masse d'eau.

Les stations étudiées sur le bassin versant du Grand Ruisseau sont situées dans une hydroécorégion : HER 2 : Alpes internes TP2. Les limites de classe correspondantes à I2M2 sont présentées dans le Tableau 10.

CLASSES D'ÉTAT VALEURS DES LIMITES

inférieure de classe d'état

Très bon 0,7078

Bon 0,457

Moyen 0,3047

Médiocre 0,1523

Mauvais <0,1523

Tableau 10 : Etat écologique exprimé en EQR pour l’I2M2

4.3 Résultats de la qualité biologique

Les rapports d’essai et résultat de laboratoire des campagnes sont fournis en annexe 2.

Les principaux résultats des 2 campagnes menées sont synthétisés dans le tableau 10 ci-après.



Amont Grand Ruisseau Aval Grand Ruisseau

Date 22/03/2016 29/08/2016 22/03/2016 29/08/2016

IBGN équivalent (phases A+B – NFT90-350)

16/20 16/20 15/20 15/20

Taxon et groupe indicateur Perlodidae – 9/9

Perlodidae – 9/9

Perlodidae – 9/9

Perlodidae – 9/9

Diversité (nbr de taxons et classe associée)

26 – 8/14 26 – 8/14 23 – 7/14 23 – 7/14

EQR 1,07152 - 1 -

I2M2 0,7106 0,7224 0,77048 0,7588

ETAT ECOLOGIQUE selon DCE TRES BON TRES BON TRES BON TRES BON

Tableau 11 : Résultats des deux campagnes

Station amont Grand Ruisseau (à l’aval de la restitution de la microcentrale de la Tour):

Les résultats sur les deux saisons montrent que la station présente des habitats faiblement diversifiés, dominés par une granulométrie très grossière et des vitesses d’écoulement très rapides (faciès chute). Le peuplement est donc typiquement rhéophile et présente une diversité faible, mais un très bon groupe indicateur (Perlodidae).

Les diptères Chironomidae ou Simuliidae et les éphéméroptères Baetidae, taxons polluotolérants, dominent largement les effectifs et confèrent un caractère plutôt obligo-mésotrophe au milieu. Toutefois, la présence non négligeable de nombreux autres taxons polluosensibles (EPT), tels que les Leuctridae ou Nemouridae et les Perlodidae, indique un milieu de bonne qualité présentant une faible charge organique.

L’indice I2M2 calculé indique un très bon état écologique en hiver et en été.

Les métriques associées sont les suivantes et confirment les tendances observées ci-dessus :

Les métriques de diversité (Shannon et Richesse), qui étaient moyennes en mars, sont légèrement modifiées sur cette campagne d’août. L’indice de Shannon s’améliore en raison de la meilleure répartition des effectifs tandis que l’indice de richesse diminue légèrement en raison d’une baisse de la diversité (34 genres en mars contre 31 en août). Ces métriques restent caractéristiques d’un torrent de montagne.

Mars 2016 Août 2016



Les autres métriques ont très peu varié. La métrique « polyvoltinisme » indique encore une faible pression anthropique tout comme l’ASPT (polluosensibilité, calculée sur les habitats dominants) qui confirme également une faible altération de la qualité de l’eau et des habitats. Le très faible nombre d’individus ovovivipares implique un EQR excellent et indiquerait une très bonne qualité physico-chimique de l’eau et une dégradation des habitats quasi inexistante.

La station amont du Grand Ruisseau peut donc être classée, tout comme en mars, en très bon état écologique au regard des différents indices calculés.

Station aval Grand Ruisseau (à l’amont du pont sur le Grand Ruisseau) :

Les résultats sur les deux saisons montrent que la station présente une faible diversité d’habitats, dominés par une granulométrie grossière (pierres / blocs) et des vitesses d’écoulement plutôt vifs (faciès rapides dominants). Le peuplement est donc caractéristique des milieux courants et présente une diversité faible, mais un très bon groupe indicateur (Perlidae).

En mars, trois taxons dominent les effectifs : les éphéméroptères Baetidae (31%), les diptères Chironomidae (24%) et les Plécoptères Leuctridae (13%). Ils confèrent un caractère oligo-mésotrophe au milieu. De plus, la présence de nombreux autres taxons polluosensibles (EPT), tels que les Perlodidae, les Nemouridae ou les Heptageniidae, indique un milieu faiblement perturbé de bonne qualité biologique.

Les résultats du mois d’août par rapport au mois de mars, montrent que les effectifs sont mieux répartis et ainsi l’indice d’équitabilité calculé s’améliore significativement. Trois taxons dominent les effectifs : les éphéméroptères Baetidae (19%), les diptères Simuliidae (17%) et les éphéméroptères Heptageniidae (16,6%). Ils confèrent un caractère oligotrophe au milieu. De plus, la présence de nombreux taxons polluosensibles (EPT), tels que les Perlidae, les Perlodidae, les Nemouridae ou les Philopotamidae, indique un milieu faiblement perturbé de bonne qualité biologique.

L’indice I2M2 calculé indique un très bon état écologique en hiver et en été.

Les métriques associées sont les suivantes et confirment les tendances observées ci-dessus :

Mars 2016 Août 2016



Comme sur la station amont, cette campagne d’août, avec des effectifs mieux répartis, améliore l’indice de Shannon. La richesse reste faible, mais les métriques indiquent toujours une qualité d’eau très bonne et une faible pression anthropique. La légère baisse des métriques ASPT et Polyvoltinisme tient à la baisse des effectifs des individus polluosensibles (EPT).

La station aval du Grand Ruisseau peut donc encore être classée en très bon état écologique au regard des différents indices calculés.

4.4 Conclusion de la qualité biologique sur le Grand Ruisseau

Les résultats ne montrent aucune altération de la qualité du Grand Ruisseau entre les deux points de prélèvement (amont et aval) et entre les deux saisons (mars et août).

Les résultats IBGN-DCE (I2M2) sur le Grand Ruisseau sont classés en très bon état écologique au regard des différents indices calculés.

L’eau est de très bonne qualité, il semble exister peu d’altérations (faible pression anthropique), mais il est important de préciser que les habitats sont peu variés et ainsi peu biogènes.



5 SYNTHESE

Dans le cadre de la demande d’estimation du débit réservé du projet d’aménagement hydroélectrique du Grand Ruisseau, les investigations demandées par la Direction Départementale des Territoires de la Savoie (DDT 73) ont été menées sur la fin de l’été 2016 et durant l’hiver 2016. L’ensemble des données antérieures disponibles et les éléments acquis dans le cadre de cette mission ont permis de dresser une tendance de l’état fonctionnel du cours d’eau en termes de rejets potentiels dans le cours d’eau, d’hydromorphologie, de qualité piscicole et de qualité biologique (invertébrés et diatomées).

De manière générale, les résultats sur le Grand Ruisseau ont permis d’établir une très bonne qualité du cours d’eau, sans dégradation notable, mais avec des habitats peu diversifiés, et à l’hospitalité modeste.

Il faut remettre le problème soulevé dans le contexte actuel, avec des enjeux écologiques faibles, une incompatibilité d’une restauration de la continuité écologique avec les aménagements existants et de deux micro-centrales, ainsi que l’absence de rejets identifiés.

Dans ce contexte, le choix du débit réservé doit répondre aux exigences minimales suivantes :

Ne pas déclasser la qualité de l’eau,

Maintenir les conditions minimales d’écoulement pour que la compensation par l’alevinage puisse être effective (et le cas échéant à adapter),

Permettre une égalité de traitement entre les micro-centrales actuelle et future, et des débits compatibles entre elles.

En conséquence, et au regard de l’analyse effectuée, Améten propose :

1/10ème du module à réserver en hiver (40 L/s),

Une limitation du débit dérivable à 470 L/s, de sorte que le débit estival soit le plus stimulant possible pour le milieu (grâce au déversement), et compatible avec un objectif de développement durable (en l’occurrence la production d’énergie hydroélectrique)



Annexe 1

Résultats de la pêche électrique



Annexe 2

Rapport d’essais IBGN-DCE

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