Les bassins versants du Sud-Ouest européen

Structures physiques

Le Sud-Ouest européen (Figure 19), aussi appelé SUDOE, est constitué du sud de la France, de l’Andorre, et de la péninsule ibérique (Espagne, Portugal, Gibraltar) recouvrant une superficie de 773 191 km2_{. Le SUDOE comptait en 2011 60 millions d’habitants avec une densité variant de 0 à 44 636} habitants/km2_{. Le territoire réunit de grandes villes européennes dont deux capitales (Madrid et} Lisbonne) (Figure 19).

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Figure 19: Délimitation des régions administratives (antérieurs à 2016) du Sud-Ouest européen et de ses principales villes.

Les principaux climats sont : (1) le climat méditerranéen qui occupe la majeure partie de la péninsule ibérique et de la côte est du sud de la France ; (2) le climat océanique tempéré caractéristique des régions côtières océaniques de la France et du nord de l’Espagne ; et (3) le climat pyrénéen des montagnes défini par un régime pluvionival (Metzger et al., 2013; Rivas‐Martínez, S. et al., 2004). L’ensemble du réseau hydrographique se déverse dans l’océan Atlantique ou la mer Méditerranée. Ce réseau est géré par les administrations compétentes qui peuvent être différentes par pays et par région (Figure 20).

Figure 20: Unités politiques de l’eau, découpage administratif de la gestion de la ressource en eau à l’échelle du Sud-Ouest européen (SUDOE) pour la France (vert), l’Espagne (noir) et le Portugal (bleu) à l’échelle des démarcations hydrographiques, (B) des systèmes d’exploitation et (C) des masses d’eau

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En France, depuis la loi sur l’eau de 1992 et LEMA, la ressource en eau est gérée de façon intégrée. Le territoire est divisé en démarcations hydrographiques (Figure 20A) (12 en France, dont 2 dans le territoire SUDOE) auxquelles sont assimilés des SDAGE (Schéma Directeurs d’Aménagement et de Gestion des Eaux) qui ont pour objectif de répondre à la DCE (Directive européenne cadre sur l’eau). L’application des SDAGE permet de répondre aux objectifs de quantité et de qualité de l’eau. Elle est effectuée par les Agences de l’eau, la DREAL (Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement) et la OFB (L’Office Français de la biodiversité) pour concilier la gestion de l'eau avec le développement économique et le respect de l'environnement. L’application des SDAGE est faite à l’échelle des systèmes d’exploitation (Figure 20B) tandis que le suivi de la quantité et de la qualité des eaux se fait à plus fine échelle, celle des masses d’eau (Figure 20C). Les objectifs d’usages de l’eau, sa mise en valeur et sa protection sont mis en place dans les SAGE et sont établis par une assemblée délibérante, la commission locale de l’Eau (CLE) réunissant les collectivités territoriales, les usagers et les représentants de l’eau. Enfin, l’application de la gestion de l’eau revient à la commune et à l’intercommunalité (syndicat mixte) pour le captage, la distribution et l’assainissement de l’eau et pour la prévention liée à l’eau. L’eau est une ressource commune qui peut être utilisée par le secteur privé pour exploiter l’eau (Veolia, EDF) ou pour la gérer (CACG).

En Espagne, la gestion de l’eau est gérée par les confédérations hydrographiques, des entités de droit public du ministère de l’Environnement rural et de l’Eau, rattachées au ministère de l'Agriculture, de l'Alimentation et de l'Environnement d'Espagne mise en place en 1926 par décret royal. La restructuration de 2008 a défini 15 démarcations hydrographiques réparties en sous-systèmes (Figure 20A). La mission des confédérations est de planifier et gérer la ressource en eau qui appartient au domaine public, d’octroyer les droits d’exploitations des ressources des aquifères, de planifier les infrastructures hydrauliques et enfin de gérer l’environnement, en particulier la préservation de la quantité et de la qualité de l’eau. Les confédérations décident de l’ensemble des usages de l’eau et interagissent avec tous les acteurs privés.

La politique de l’eau au Portugal se rapproche du système français. Suite à la DCE, des PGRH (Figure 20A) (Plano de Gestão da Região Hidrográfica) – équivalent au SDAGE français – sont mis en place à partir de la loi n°58/2005 et ont pour rôle de maintenir ou rétablir le bon état écologique des masses d’eau. Ces PGRH sont mis en place par l’Agence Environnementale Portugaise (APA) qui garantit la politique de l’eau à l’échelle nationale et a pour rôle de gérer la ressource en matière de planification, d'autorisation, de surveillance et du respect des lois. La représentation des secteurs de l’eau et de ses utilisateurs est assurée par (1) le Conseil National de l’Eau (CNA), organe consultatif du gouvernement sur les ressources en eau et par les Agences des bassins hydrographiques (CRH) comme organes consultatifs de l’APA. La gestion de l’eau au niveau locale est confiée aux communes et intercommunalités pour tout ce qui concerne la distribution, l’assainissement et le captage des eaux.

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L’eau en Andorre est gérée par le ministère de l’Environnement. Le territoire andorran est divisé en quatre régions avec un plan de gestion et d’assainissement propre qui a pour objectif d’assurer la gestion des usages, de la préservation de la ressource et du respect de la DCE. La Principauté d'Andorre étant située dans les Pyrénées, le territoire est à cheval entre le bassin versant de l’Ebre (Espagne) et celui de la Garonne (France). Depuis 2014, la Principauté d’Andorre et la France gèrent conjointement la ressource en eau qu’elles ont en commun (Conseil des ministres, 2004).

Les usages de l’eau et leur priorité dépendent des choix des communes, mais doivent respecter la législation liée à la ressource en eau. L’ordre des priorités (villes, agriculture, élevage, industries, environnement) peut varier, mais la première, commune à l’ensemble du territoire SUDOE, est l’accessibilité de l’eau potable à l’ensemble de la population. La potabilité de l’eau est une priorité qui peut être compromise durant les périodes estivales où les effluents urbains sont les plus importants avec l’affluence des touristes et les débits réduits (étiage). Un rapport de l’Agence Européenne pour l’Environnement (EEA) appuie ce problème et précise que cela pourrait être un problème de sécurité sanitaire.

La pédologie influence fortement la dynamique du bassin versant au niveau de l'écoulement des eaux, mais également l’érosion. Le centre européen des données sols (ESDAC) essaye de fournir une cartographie précise et homogène du territoire européen. Cette cartographie pédologique, version simplifiée de la réalité a été utilisé. En effet, chaque pays a effectué des campagnes d’observations plus ou moins importantes. La France, l’Espagne et le Portugal ont fourni entre 0 et 60% d’enquêtes pédologiques sur leur territoire à l’échelle 1/250 000 (Commission européenne et al., 2005). L’ESDAC a répertorié les principaux types de sols du SUDOE et leurs caractéristiques (Commission européenne et al., 2005) :

- Le Calcisol, majoritaire sur le territoire SUDOE et en particulier en Espagne, est un sol calcique carbonaté qui se développe dans les zones arides.

- Le Cambisol, présent dans les régions montagneuses et vallonnées, est un sol brun jeune et fertile.

- Le Regosol, situé dans le Sud-Ouest du SUDOE, est un sol régosolique peu évolué. Il est très répandu dans les terres en érosion, en particulier dans les zones arides et semi-arides et dans les régions montagneuses.

- L’Ombrisol est un brunisol ou régosol humique, riche en matière organique. Ce sol se développe dans les climats froids et humides, où les précipitations dépassent considérablement l'évapotranspiration caractéristique de la Galicie et du Cantabrico.

- L’Albeluvisol, qui se trouve dans le Sud-Ouest de la France, est un sol acide argileux résultant du processus de gel/dégel

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- Le Fluvisol est le sol alluvial ou lacustre caractéristique des rivières, fleuves, lacs. Il est formé grâce au dépôt de sédiment et sa nature varie donc de la constitution des sédiments en aval et des caractéristiques hydrologiques.

- L’Acrisol, localisé dans le Sud-Ouest espagnol, est un sol argileux acide peu saturé.

- Le Leptosol, présent dans des régions très érodées tel que la région de Jucar (Est Espagnol) et les Pyrénées espagnols, est un sol calcaire dur et peu profond

- Le Luvisol est un sol lessivé argileux situé principalement au sud du Portugal et à l’ouest de l’Espagne.

- Le Podzol est un sol acide présentant une accumulation de matière organique d’aluminium et de fer caractéristique des zones humides bien drainées. On le retrouve dans les zones humides de la Gironde (Aquitaine, France) et d’Évora (centre du Portugal).

L’érosion a un rôle particulier dans la réponse du bassin versant et en particulier dans les zones à forte érosion comme la Galicie, le Cantabrico, le Pays basque ainsi que le Guadalquivir. Le facteur d’érosion est lié à l’occupation du sol (Panagos et al., 2015b) et à la météorologie (Panagos et al., 2015a): un sol nu étant plus fragile qu’un sol couvert par la végétation, les précipitations importantes favorisant le phénomène.

Influence de l’Homme sur le Sud-Ouest européen

Occupation des sols et pratiques agricoles

Le SUDOE avec son climat clément est en majorité agricole (50% de la superficie) et forestier (46%), mais 3% du territoire est artificialisé tandis que les hydrosystèmes représentent 1% de la superficie (Büttner and Kosztra, 2014).

Le SUDOE est une des régions les plus agricoles d’Europe avec des pratiques souvent intensives. L’agriculture représente une partie importante de l’économie du SUDOE. Le secteur primaire représente près de 2,4% du Produit Intérieur Brut (PIB) de la région Occitanie et 4,1% de la région Aquitaine. Le climat méditerranéen est propice à la culture céréalière (38% de l’agriculture espagnole est composée de riz, de maïs, de blé et de colza), oliveraies (15%), arbres fruitiers et maraîchage (15%). Cette agriculture est fortement irriguée, en effet 13,5% de l’agriculture du territoire SUDOE est irrigué de façon permanente (2013; https://ec.europa.eu/eurostat). La figure 21 représente le pourcentage de culture par surface agricole pour les régions du SUDOE par pays. Les céréales sont les cultures majoritaires sur les trois pays, mais la partie française du SUDOE produit également beaucoup de surface fourragère tandis que la seconde culture dominante est le maraîchage pour l’Espagne et la viticulture pour le Portugal. La culture irriguée du coton est répandue en Espagne et au Portugal et elle y est même dominante dans la région andalouse.

Une grande partie de la surface agricole utilisée est occupée par des cultures dites pluviales sans irrigation. En 2016, les régions françaises d’Occitanie et d’Aquitaine présentent en moyenne 9,2% de

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surfaces irriguées tandis que les régions espagnoles et portugaises possèdent respectivement 22,2% et 26,1% de leurs surfaces agricoles irriguées. Dans les régions les plus arides telles que la région de Valence ou celle de Murcia en Espagne, la pratique de l’irrigation y est intensive avec plus de 40% de l’agriculture qui est irriguée. Les légumes, les vergers, le soja, le maïs et les pommes de terre sont les cultures demandant le plus d’eau. En France, 45% de la surface irriguée est utilisée pour le maïs, principalement due à la taille d’assolements totale. 60% de la surface des cultures maraîchères sont irriguées. La production des céréales représente une part importante des cultures, 29%, 26% et 12% pour respectivement l’Espagne, la France et le Portugal.

La fertilisation, l’application de pesticides et d’herbicides et l’épandage sont des pratiques courantes de la région SUDOE. En 2017, la quasi-totalité des surfaces en grandes cultures pratique le désherbage chimique jusqu’à 4 traitements par an. 21 à 30% des surfaces agricoles sont totalement nus en hiver en 2017 et dépendent du type de culture. Deux tiers des surfaces de soja et plus de la moitié des surfaces de maïs restent nus en hiver. Ces pratiques favorisant l’érosion des sols et le lessivage des reliquats azotés sont à la baisse depuis ces dix dernières années. Le non-labour, technique de conservation des sols qui limite l’érosion et augmente la teneur en matière organique des sols, se développe. Elle concerne la moitié des surfaces de grandes cultures en France et jusqu’à 65% en Occitanie. Les traitements chimiques restent fréquents et sont dépendants du type de culture. Les cultures arboricoles, viticoles et maraîchères sont fortement traitées. Les vignes sont traitées entre 14 et 19 fois et 75% du temps avec des fongicides. L’application des fertilisants est utilisée de façon plus ou moins intensive en fonction du type de culture et des choix de l’agriculture. La quantité appliquée par hectare pour chacune des régions agricoles est une donnée sensible non disponible à l’échelle nationale. La majorité des applications suivent les recommandations suggérées par le fournisseur. Par exemple, la quantité recommandée de fertilisant 15-15-15 à appliquer pour une culture de maïs est de 400 kg.ha- 1_.an-1_{, mais cette quantité est de 150 kg.ha}-1_.an-1 _{pour un verger de pommier.}

Figure 21: Répartition de l'utilisation de la surface agricole par pays dans la zone du Sud-Ouest européen d’après les données nationales de statistiques agricoles datant de 1998 à 2017, Agrestepour la France (http://agreste.agriculture.gouv.fr/),

MAPAMA pour l’Espagne (https://www.mapama.gob.es/) et INE pour le Portugal (https://ine/pt) .

Ouvrages hydrauliques

La construction d’ouvrages hydrauliques et en particulier des réservoirs est un des principaux aménagements des cours d’eau. Les barrages forment des retenues artificielles qui fragmentent et

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compartimentent le paysage fluvial. En Europe, on compte plus de 7 000 grands barrages, dont 522, en France métropolitaine, 1 172 en Espagne et 250 au Portugal. De plus, il existe des milliers de retenues collinaires. Les premiers barrages servaient à alimenter les canaux (comme le barrage de St-Ferréol alimentant le canal du Midi), puis à partir de 1940 ce sont des barrages hydroélectriques qui sont construits en majorité. En France, à partir de 1980 les ouvrages sont des retenues de petites capacités avec des usages divers (alimentation, irrigation, régulation…), tandis que le gouvernement espagnol intensifie la construction de grands barrages dans les années 1990 arrivant jusqu’à 20 barrages construits par an.

Ces barrages ont diverses utilisations comme la régulation des cours d’eau où les ouvrages vont permettre le soutien d’étiage, l’alimentation des canaux et la régulation des crues, mais les barrages ont également une utilité économique. Ainsi l’eau peut être utilisée pour l’irrigation des cultures, la production d’électricité (11,8% de l’électricité en France provient des centrales hydrauliques), et même dans des activités récréatives où le positionnement d’un barrage va fournir un plan d’eau et permettre éventuellement l’insertion d’une base de loisir. Néanmoins, les barrages ont des conséquences environnementales importantes. En effet, la fragmentation des rivières va créer un obstacle aux déplacements des espèces nautiques coupant la continuité fluviale, mais également au transport sédimentaire. Les sédiments sont retenus par les barrages favorisant l’érosion côtière (Salman et al., 2004), mais aussi l’enfoncement des cours d’eau par érosion du lit mineur et les phénomènes « chasses d’eau » utilisés pour faire évacuer le trop-plein de sédiments des barrages empêchent le bon fonctionnement de l’écosystème (Cemagref, 2004). Un barrage modifie considérablement les régimes de crues à l’aval. Les crues sont écrêtées et vont dépendre des usages de l’eau (besoin en irrigation, potabilité, hydroélectricité…). En Espagne, certains bassins versants comme celui de Jucar ont un régime hydraulique complètement altéré par les barrages. Afin de répondre aux besoins en eau durant la période d’étiage les lâchers sont plus fréquents à tel point que le niveau d’eau du cours d’eau est plus important durant l’étiage que pendant les périodes de crues où les fortes précipitations vont alimenter les barrages.

Les gestionnaires des barrages sont les maîtres d’œuvre de lâchers d’eau qui peut entrainer une baisse importante du niveau d’eau en aval ayant des répercussions sur les activités biologiques. L’implémentation d’un barrage va modifier de façon permanente les écosystèmes environnants. Tout d’abord, en aval du barrage, les plaines d’inondation sont réduites, des bras morts sont déconnectés par manque de débit diminuant le nombre d’écosystèmes fragiles et vitaux comme les nurseries. A l’inverse, un plan d’eau va être créé en amont d’un barrage modifiant le paysages, la biodiversité environnante et les processus présents.

Prélèvement de la ressource en eaux

L’eau prélevée est utilisée différemment en fonction des pays (Table 2). Concernant l’alimentation des villes en eau potable, l’eau en zone urbaine est en premier lieu récoltée par captage

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des eaux souterraines ou de surface. Dans un second temps, l’eau est rendue potable puis celle-ci est stockée et transportée avant d’arriver dans nos robinets. L’origine de l’eau est variable. Elle peut provenir des nappes phréatiques, des cours d’eau principaux ou des barrages. En aval, l’eau est en général prélevée dans les eaux souterraines étant donné que les eaux de surface sont polluées en amont. Par ailleurs, la France, l’Espagne et le Portugal prélèvent respectivement 18%, 19%, 52% de l’eau dans les aquifères souterrains et 82%, 81%, 48% de l’eau dans les eaux de surface, les lacs et les réservoirs (FAO, 2019).

Table 2: Utilisation de l’eau (AQUASTAT, 2007)

Utilisation de l’eau (%)

Pays Espagne Portugal France Andorre

Agriculture 66,85 78,70 10,59 ND Industries 19,30 13,44 71,80 ND Villes 13,86 7,83 17,58 ND

Gestion de la ressource en eau : Découpage administratif

Les activités anthropiques ayant un impact sur la ressource en eau sont multiples et touchent tous les secteurs d’activités. Les nations ont alors mis en place des organismes ayant pour objectif de gérer la ressource en eau afin de prévenir des inondations et des périodes de sécheresses intenses. L’objectif principal des États est de pouvoir répondre aux besoins de l’ensemble des usagers, personnes physiques comme morales. Cette gestion est soumise à la législation nationale (Article L211-1, 2006;

Ley 10/2001, 2001; Loi sur l’eau, 1992; Loi sur l’eau et les milieux aquatiques, 2006), propre à chacun

des pays, et européenne, commune (Directive 76/160/CEE, 1976; Directive 2000/60/EC, 2000; Directive Nitrates, 1991). Il est néanmoins important de rappeler que l’Union Européenne fournit des Directives qui sont libres d’interprétation par chaque nation entrainant une hétérogénéité, notamment dans les systèmes de prélèvement et dans la détermination de la qualité de l’eau. La Figure 20 représente les différentes échelles administratives présentes dans le bassin et utilisées dans cette étude. L’échelle la plus large est celle de la démarcation hydrographique se rapprochant de la délimitation des bassins versants. Les plans nationaux de la gestion de la ressource en eau sont définis à cette échelle. Viens ensuite, l’échelle des sous-systèmes utilisée dans les suivis de la gestion de la ressource en termes de quantité. Les sous-systèmes sont les systèmes d’exploitation auxquels les directives et les plans de gestion sont appliqués. Les acteurs de l’eau travaillent généralement à cette échelle. Enfin, l’échelle la plus fine est celle de la masse d’eau utilisée majoritairement par les Agences de l’Eau pour effectuer les mesures pour le suivi de la qualité de l’eau.