Le diagnostic du fonctionnement hydromorphologique d’un hydrosystème consiste à étudier sa capacité à adapter sa morphologie aux évolutions de variables naturelles ou anthropiques, en analysant la réponse des paramètres géomorphologiques (lesvariables de réponse)aux facteurs etcontraintes déterminantle fonctionnementde l’hydrosystème (lesvariables de contrôle).
Comme le souligne Degoutte (2012),la rivière esteffectivementson propre architecte.Elle adapte en permanence sa pente et sa morphologie etparla suite son hydraulicité pardesprocessusérosifsetde transportparfoisirréversiblesetparfoisliésà des événements catastrophiques (parexemple,éboulement),en tentantde rétablirun équilibre entre son débitliquide etson transportsolide.Ilen estde même pourlessystèmeslittoraux.
Le diagnostic hydromorphologique consiste donc à releverl’étatbio-physique etles caractéristiques géomorphologiques qui déterminentla dynamique des cours d’eau en zones alluviales (MalavoietBravard,2010)ou la dynamique des côtes surles frangeslittorales.
Le diagnostic hydromorphologique doitêtre conduitsurl’ensemble du bassin versantintéressantl’hydrosystème fluvialou côtier.En zone littorale,cela inclutles zones de submersion marine ainsique tous les écosystèmes associés à la dynamique côtière (voies d’eau créées parla mer,estuaires,lagunes,delta,habitats des eaux de transition entre l’eau douce etl’eau salée).En zone alluviale,cela concerne la plaine d’inondation du cours d’eau,sa nappe d’accompagnement et au-delà, l’ensemble des versants quiparticipentà son alimentation en eau,de manière à intégrertous les milieux quiinfluencentsa dynamique,à savoir:
• lesberges,lesdifférentslitsmineursetmajeurs(cfillustration 5);
• les espaces riverains dontles milieux humides,régulièrementsubmergés en période de crue (y-compris les lacs, étangs,anciennesgravières);
• lesmilieux situéssurlesversantsetayantun rôle surlesécoulements(tourbières,prairieshumides,champ cultivés);
• lesnappesconnectéesau coursd’eau (nappe d’accompagnementou nappeslibresde coteaux).
L’approche à conduire estdifférente pourlescoursd’eau etleszonescôtières.C’estpourquoilesélémentsclé à retenirpourun dossierPAPIsontdéclinés dans la suite,en premierlieu pourles zones alluviales (cfC.1.1.2)puis pourles zones littorales (cf C.1.1.3).
L’objectifde ce guide estd’aiderlesporteursde projetsà intégrer,au momentde l’étape de diagnosticdu territoire du dossier PAPI,l’analyse du fonctionnementhydromorphologigue de l’hydrosystème concerné,fluvialou littoral.Ilne s’agitpasd’apporter les éléments techniques permettant de réaliser un bon diagnostic hydromorphologique.Aussi,les paragraphes suivants soulignentuniquementles notions générales importantes à comprendre (cf C.1.1.1.1),puis les objectifs (cf C.1.1.1.2)etles limitesde l’approche hydromorphologique pourla prévention desinondations(cfC.1.1.1.3).
C.1.1.1.1 - Les notions d’équilibre dynamique, de résilience et d’emboîtement d’échelles
La notion d’équilibre dynamique traduitle faitque leshydrosystèmesfluviaux etlittoraux sontdesmilieux dynamiques,c’est -à-dire non figés,quiobéissentà leurpropre logique,en modifiantsans cesse leuréquilibre etleurmorphologie (les variables de réponse) en fonction de l’évolution de plusieurs facteurs et contraintes naturelles et anthropiques (les variables de contrôle).Du faitdu caractère fluctuantetévolutifdu référentield’équilibre fluvialou littoral,le diagnostichydromorphologique demande donc une analyse de l’évolution de l’hydrosystème.L’échelle de temps à retenirpourcette analyse dépend non seulementde l’objectifetde la portée prospective attendue,maisausside la résilience de l’hydrosystème concerné.
La résilience d’un milieu naturel traduitla capacité de ce milieu à revenirà un étatd’équilibre,après une perturbation d’origine anthropique ou naturelle.Le nouvelétatd’équilibre,après perturbation,ne correspond pas forcémentà l’étatinitial avantperturbation,mais ilsuitun référentielde fonctionnementcorrespondantau type de milieu etau type de contexte concerné.La résilience d’un hydrosystème traduitdonc la durée nécessaire pourun retourà un nouvelétatd’équilibre après perturbation.Un hydrosystème résilientreprendra rapidement,à savoiren quelquesannées,une géométrie cohérente avecson fonctionnement.En revanche,un système moins résilientimprimera l’évolution des pressions dans la durée.Ilne pourra réadaptersa géométrie qu’à la suite d’événements occasionnels,voire exceptionnels,parexemple une tempête en zone littorale ou une crue morphogène2en zone alluviale.
L’emboîtement des différents niveaux d’échelles spatiales et temporelles à prendre en compte dans un diagnostic hydromorphologique (cf Illustrations 4 et 5) estlié à la continuité de la mosaïque de milieux aquatiques etterrestres qui régissentl’équilibre dynamique du coursd’eau ou de la frange littorale,de l’amontà l’aval,latéralementeten profondeurvers les nappes.Ce continuum estillustré,dans le cas des cours d’eau (notion de continuum fluvial),surl’illustration 15, en soulignantlesdifférentsniveaux d’échelle d’analysesà associerdansle diagnostichydromorphologique.
2Une crue morphogène est une crue dont le débit de plein bord (= plein remplissage du lit mineur) est à l'origine de la formation et de la dynamique des faciès d'écoulement et des remaniements morphologiques du cours d'eau. C’est le débit liquide pour lequel le débit solide transporté est maximal.
On parle ainsi de débit morphogène. Pour un grand nombre de rivières, le débit de plein bord correspond à une crue de période de retour de 1 à 3 ans.
C.1.1.1.2 - Les objectifs de l’analyse hydromorphologique
Dans une vision intégrée de la prévention des inondations,l’approche d’analyse hydromorphologique répond aux objectifs suivants:
• intégrerles caractéristiques physiques etle fonctionnementhydrologique du bassin versant(géologie,distribution desprécipitations,réservoirs,…)etdu coursd’eau étudié (régime desdébits,fréquence descrues,…);
Illustration 15 : les différents niveaux d'échelle emboîtés à prendre en compte dans le diagnostic hydromorphologique pour intégrer les aspects physiques et biologiques d'un
corridor fluvial (adapté de Wasson et al., 1995)
• identifier les unités géomorphologiques3 influençant la dynamique des inondations, et indicatrices du
3 Par unités géomorphologiques, il faut entendre des entités spatiales, au sein du bassin versant et des corridors fluviaux, qui sont possibles à cartographier et à caractériser, telles l’axe du chenal principal du cours d’eau, ses berges, ses lits mineur et majeur, son espace de mobilité, ses formes fluviales (chenaux, îles, bancs, …), ses annexes hydrauliques (bras morts), sa végétation, l’aire de sa nappe d’accompagnement en souterrain, le trait de côte en zone littorale ou encore l’aire d’influence des marées, …