Cette présentation a été réalisée dans le cadre du séminaire national schémas d'aménagement et de gestion des eaux (SAGE) et trame verte et bleue (TVB) qui a eu lieu les 6 et 7 juin 2016 à Montpellier. Il a été organisé par le Ministère chargé de l’environnement, l'Office international de l'eau (OIEau) et l'Office national de l'eau et des milieux aquatiques (Onema) devenu l’Agence Française pour la Biodiversité (AFB), avec l'appui du groupe de travail national SAGE, des Agences de l'eau, de l'Atelier technique des espaces naturels (Aten), maintenant intégré à l’AFB, ainsi que des autres membres du centre de ressources trame verte et bleue.
Génie végétal en rivière : adaptation de techniques ancestrales aux nouveaux défis d'un monde en transition présenté par André EVETTE, Ingénieur-chercheur, IRSTEA Grenoble
Qu’est-ce que l’ingénierie écologique ?
L’ingénierie écologique a pour finalité d’améliorer, restaurer, conserver, voire ne pas dégrader la qualité d’un écosystème. Il s’agit de restaurer les structures et les fonctions d’un écosystème entier, qu’il soit résilient (qui revient à son état initial) ou résistant (qui puisse résister à la perturbation). C’est une démarche basée sur les principes de l’ingénierie, qui demande une approche technique rigoureuse sur la conception. Il s’agit de réaliser puis d’évaluer les projets sur des règles de l’art partagé et des connaissances scientifiques solides, et avec une approche pluridisciplinaire. Au niveau des outils, il s’agit d’utiliser et piloter les processus naturels des écosystèmes. L’ingénierie est centrée sur le vivant, soit comme un moyen (par le vivant), soit comme un objectif de l’action (pour le vivant). L’’ingénierie écologique se situe à l’interface de ces deux domaines. Le génie écologique, est constitué des travaux d’ingénierie écologique sur le terrain.
L’ingénierie écologique pour la restauration des berges de cours d’eau vise notamment à restaurer les fonctions des ripisylves. Ces ripisylves assurent en effet un grand nombre de fonctions écologiques essentielles : habitats (aériens, aquatiques) avec une grande richesse taxonomique, ombrage et alimentation pour la faune aquatique, corridor biologique en lien avec la TVB, zones tampons (filtration des nutriments, de la pollution…), modification de la dynamique fluviale, résistance face au changement global, protection contre l’érosion ou usages récréatifs. Une rivière doit divaguer dans son fuseau de mobilité. Pour qu’elle ait un bon fonctionnement, il lui faut une recharge solide, au risque notamment d’un renfoncement du lit et de dégâts occasionnés. Il est important d’avoir cette mobilité qui permet la création d’habitats. La restauration hydromorphologique est donc essentielle pour les milieux, cependant, lorsque des enjeux sont à protéger le long des cours d’eau (bâtiments, infrastructures…), il est nécessaire de faire appel à des protections de berges.
Un domaine de l’ingénierie écologique : le génie végétal
Le génie végétal est un des domaines de l’ingénierie écologique. Historiquement, ce sont des techniques de construction fondées sur l’imitation des modèles naturels pour lutter contre l’érosion. Aujourd’hui, il ne s’agit plus seulement de lutter contre l’érosion, mais aussi d’assurer un compromis entre les fonctions récréatives, écologiques et de protection contre l’érosion. Le développement du génie végétal passe par l’optimisation de ces fonctions. Dans l’objectif d’optimiser ces fonctions d’habitats, il est nécessaire de mieux connaître la biodiversité sur les ouvrages de protection de berge. Les biodiversités végétales et animales ont été ainsi étudiées sur un gradient de naturalité d’ouvrages de protection de berge : enrochements, techniques mixtes, techniques de génie végétal et berges naturelles. L’objectif appliqué est de donner des outils aux gestionnaires pour prendre en compte la biodiversité au moment de la conception.
Colonisation par les espèces exotiques envahissantes (EEE)
Lorsque l’on étudie la présence des EEE le long de ce gradient de naturalité, il apparaît que tous les types de berges depuis les berges naturelles jusqu’aux enrochements sont colonisées par le même nombre d’espèces. Par contre, les enrochements ont un recouvrement significativement supérieur en EEE . Cela s’explique par le fait que les EEE sont des pionnières et se développent mieux sur les enrochements où il n’y a que très peu de compétition. Il s’agit ici d’un argument de poids du génie végétal par rapport au génie civil.
On peut aussi citer les fonctions de conservations, associées au génie végétal. Par exemple, on a montré que Myricaria germanica, espèce en danger au niveau alpin, pouvait se développer sur un ouvrage de protection de berge en milieu très perturbé. L’étude a également montré qu’elle avait de bonne capacité de bouturage.
La fonction de résistance à l’érosion et les autres travaux menés
D’un point de vue mécanique et par rapport à la résistance face à l’érosion, la résistance du génie végétal augmente avec le temps : lors de la première année, les plants et boutures sont assez faibles. Ensuite se développe une biomasse importante : entre la première et la deuxième année, elle est multipliée par un facteur de l’ordre de dix. Pour le génie civil, la résistance est maximale dès le départ mais diminue au fil des années. Aujourd’hui, et en termes de perspectives pour le génie végétal, on doit chercher à améliorer les fonctions d’habitats et de retour des modèles naturels en vue de limiter le passage de seuils irréversibles notamment liés au changement global. Il faut aussi optimiser des mélanges de semis et de plantations, pour arriver plus rapidement vers les écosystèmes recherchés. Dans le même ordre d’idée, on peut chercher à associer les fonctions de conservation aux fonctions de protection.
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Cours d’eau et continuités écologiques sur le réseau ASF présenté par Philippe CHAVAREN, Responsable Nature et Paysage, VINCI Autoroutes - Réseau ASF
Préambule sur la continuité écologique
Du point de vue d'un maître d'ouvrage, la notion de continuité écologique associée au cours d’eau est un domaine récent. L’investigation et la recherche n’existaient pas il y a dix ans : les compétences et filières doivent se construire, se structurer, s’organiser à tous les niveaux (État, maîtrise d’ouvrage, maîtrise d’œuvre, entreprise). Pour cela, il est possible de s’appuyer sur deux documents de référence : d’une part, la note d’information du Setra n°96 (décembre 2013) - « Petits ouvrages hydrauliques et continuités écologiques. Cas de la faune piscicole » et d’autre part, l’Information sur les continuités écologiques (ICE) de l’Onema (mai 2014) - « Évaluer le franchissement des obstacles par les poissons. Principes et méthodes ».
L’expérience de VINCI Autoroutes
Concernant la continuité piscicole dans les années 90, la construction d’ouvrages hydrauliques avec des banquettes (exemple avec l’autoroute A20 ou A89) existait : des animaux (notamment la loutre), les utilisaient. Depuis 2009 et l’arrivée des volets de biodiversité dans les programmes de requalification, il a été possible de négocier avec l’Etat un paquet vert autoroutier, des contrats de plans ou des plans de relance. Ce sont des négociations qui permettent d’engager au frais d’une entreprise privée (VINCI dans ce cas) des travaux en lien avec la TVB. Depuis quelques années, la problématique de continuité dans les opérations d’entretien des ouvrages hydrauliques a été intégrée : l’exigence augmente. Pour un aménageur, l’objectif est de garder les pieds sur terre : il est nécessaire d’aller sur le terrain et ne pas sans cesse se poser des questions. La réalité du terrain est différente : il faut de l’interaction rapide et des échanges permanents.
Sur le terrain et en termes d’expériences, le premier dossier à prendre en compte concerne les cours d’eau : il faut définir les cours d’eau et leurs enjeux (la cartographie se confronte à la réalité du vrai cours d’eau). Le deuxième dossier revient à construire des ouvrages éco-hydrauliques pour le passage de la faune piscicole et terrestre. Pour cela, l’action doit être réfléchie dès le début au niveau des études. La commande doit être claire et permettre de répondre aux exigences. Faire appel à une bonne maîtrise d’œuvre compétente en éco-hydraulique est essentielle, au même titre que les échanges entre les services instructeurs et les porteurs du projet : ce dialogue est utile et nécessaire. Il faut penser à la fois au côté terrestre et au côté aquatique, tout en tenant compte d’une période de travaux limitée. Le troisième dossier concerne le cadre des mesures compensatoires : il peut permettre de travailler à plus grande échelle sur l’ensemble d’un cours d’eau afin de créer des opérations de cohérence.
Retours d’expériences spécifiques au terrain
En termes d’exemples de constructions d’ouvrages, il est possible de citer les préfabriqués : le béton n’est pas amené localement et il est possible de construire module par module. Le génie civil est très utilisé mais le génie écologique accompagne l’ensemble pour permettre la renaturation ou la refonte de berges par exemple. Dans tous les cas, il est primordial d’avoir des retours d’expérience en plus des plans disponibles : entre le papier et la phase terrain, il peut y avoir de gros écarts, d’où l’importance du suivi de chantier. Il peut notamment y avoir des aléas liés au climat ou aux pluies : c’est une donnée capitale pour détourner un cours d’eau par exemple.
En termes de mesures compensatoires et de remplacement d’ouvrages, la tendance de fond consiste à ne plus construire d’ouvrages mais plutôt des ponts-cadres qui viennent sur les berges. Ainsi, le fond du lit n’est pas altéré. En termes de requalification de cours d’eau, des exemples comme la modification ou l’arasement de seuil peuvent être cités. Les passes à poissons peuvent, elles, devenir des ouvrages complexes et demander beaucoup de suivi. Quoiqu’il en soit, il est important de lier la continuité piscicole ou aquatique avec le milieu terrestre. De plus en plus, des ouvrages hydrauliques avec un dispositif à pied sec sont construits. Il faut néanmoins faire des choix et des compromis en fonction des espèces.
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Génie écologique, SAGE et TVB : réaliser pour protéger, entreprendre pour s’adapter présenté par Frédéric ROURE, Agronome et ingénieur écologue, GECO Ingénierie
Qu’est-ce que la continuité longitudinale ?
Premièrement, la continuité écologique possède une relation étroite avec la continuité longitudinale. Celle-ci correspond à tous les obstacles piscicoles transversaux sur les cours d’eau (ravines, fossés). Sur tout ce qui concerne le franchissement de cours d’eau, la tendance est d’apporter de la macro-rugosité (blocs, routes nationales), qui donne de la franchissabilité et diminue les vitesses. Les moyens sont parfois lourds pour intervenir : des grues et des hélicoptères peuvent être utilisés. Dans un système « villageois », cela peut devenir compliqué lorsqu’il s’agit par exemple d’un petit cours d’eau entre deux murs en béton : le cours d’eau s’enfonce (érosion régressive) et se pose alors la question des égouts, de l’eau potable, etc. Des systèmes rustiques qui fonctionnent simplement peuvent être réalisés lorsque les populations et les habitats sont connus.
Qu’est-ce que la continuité latérale ?
La continuité latérale est la seconde dimension à prendre en compte. L’exemple de la zone humide du Gand Amont du tunnel de l’A89, à Violay, est intéressant. Plus de 100 000 m3 ont été remaniés pour reconnecter la zone humide et son chevelu hydraulique. Au fur et à mesure de l’avancée des travaux, la nature (habitats, berges) est « reconstruite », tout en essayant de donner de la continuité sur les bordures. En termes de stabilité, il faut veiller à ne pas mettre trop de végétaux arbustifs car cela gênerait par exemple les réseaux de la SNCF. Autre exemple à citer, celui réalisé à grande échelle sur la RN106 dans le Gard, avec deux croisements de réseaux routiers. Dans ce cadre, un gros atelier de déblais a été réalisé, en prévoyant le futur niveau d’eau et la refonte de frayères à brochet (vanne en aval). Refaire des habitats comme des bras secondaires ou des ilots en phase de travaux n’est pas un problème lorsque cela est prévu à la marge sur les diversités latérales. Concernant le reméandrage, il ne faut pas hésiter à enlever les ouvrages qui ont été faits avant.
Qu’est-ce que la continuité verticale ?
La troisième dimension est la continuité verticale. Cela peut concerner des ouvrages préfabriqués où le poisson ne peut plus passer. Par exemple, le remplissage au fur et à mesure de préfabriqués pour la franchissibilité piscicole existe : dans ce cas, il ne faut pas oublier les joints des dalots. Un autre exemple concerne celui de dérivations utilisées pour remettre un cours d’eau, sous une rocade, à son ancienne confluence : le problème principal était le manque d’eau qui passait. Enfin, le dernier exemple concerne des passes à poisson en béton : des tests de macro et microrugosités ont été réalisés. Trois niveaux de maîtrise d’œuvre ont été nécessaires : il faut beaucoup de tours de mains pour répondre aux exigences du terrain.
Les préconisations de la filière du génie écologique et de la TVB
En termes de maîtrise d’ouvrage et de maîtrise d’œuvre, des « doléances » peuvent être données. Il est important de prévoir plusieurs planches d’essais car deux cas ne sont jamais les mêmes. Vérifier la continuité verticale, pour voir si l’eau ne s’infiltre pas en amont, et intégrer au maximum les continuités latérales d’entrée est aussi essentiel. Végétaliser avec des espèces endémiques certifiées, concevoir des systèmes simples de maintenance (ou entretien) et préconiser des matériaux naturels complètent le tableau. Dans ce cadre, la collaboration technique et scientifique ainsi que l’innovation écologique permettent de réaliser, protéger et s’adapter à chaque condition.
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Évolution des métiers de l'assistance à maîtrise d'ouvrage pour la restauration des continuités écologiques présenté par Pierre AUDIFFREN, Chef d’entreprise, Cabinet ECTARE - CINOV Territoires & Environnement
L’évolution des métiers de l'assistance à maîtrise d'ouvrage
Les demandes de réalisations relatives à la continuité écologique se multiplient depuis l’existence des SRCE, SDAGE, TVB, etc. Une assistance à maîtrise d’ouvrage devrait être présente depuis les réflexions en amont (documents de planification) jusqu’au suivi des travaux et à la mesure de l’efficacité des mesures compensatoires afin d’observer les marges de progrès. Dans ce cadre, les travaux réalisés vis-à-vis de la TVB nécessitent, outre des connaissances relatives à la restauration locale, des connaissances sur les déplacements des grands migrateurs ou les grands mammifères marins à l’échelle du monde entier.
Appréhender les enjeux sur la continuité écologique des cours d’eau
Deux exemples concrets permettent d’appréhender les enjeux sur la continuité écologique des cours d’eau. Dans le premier, concernant l’effacement d’un ouvrage infranchissable, un industriel souhaitait garder son bâtiment intact. Néanmoins, des espèces étaient impactées (truites, anguilles). Cela nécessitait de considérer toutes les exigences : l’avis de l’industriel, de l’État, du riverain, des exploitants d’arbres, des agriculteurs ainsi que la prise en compte du risque d’inondation. Des compétences diversifiées (géotechnique, ingénierie du bâtiment, hydraulique fluviale, hydromorphologie) devaient être coordonnées et l’opinion des populations locales en termes de restauration de continuité écologique aquatique et terrestre respectée. Un second exemple concernait la réactivation de l’ancien lit d’une rivière pour concilier l’ensemble des usages ; un moulin infranchissable était notamment présent. L’objectif a été de réunir les diverses compétences pour recréer un lit mineur, restaurer, reconquérir les berges et créer un ouvrage de répartition. Dans cet exemple tout comme pour le premier, l’hydrologue était au cœur du sujet.
L’indispensable réunion de compétences diversifiées
Afin de réussir en management de projet, il est nécessaire d’identifier, d’évaluer et de prendre en compte tous les enjeux : l’assistance à maîtrise d’ouvrage doit être impartiale. Il faut aussi réunir les compétences autour d’un écologue, notamment en ayant recours à un groupement de maîtrise d’œuvre. La concertation en amont du projet a aussi son importance : cela évite de perdre du temps tout en intégrant l’ensemble des acteurs. Concernant les lacunes et insuffisances à surmonter, elles sont surtout liées aux compétences disponibles. Elles existent mais sont peu nombreuses : il faut les repérer. Pour cela, il faut amener les maîtres d’ouvrages à considérer l’écologie comme une opportunité ou une plus-value. Il faut se donner le temps nécessaire pour mener la concertation avec tous les acteurs et accepter que le taux de rémunération soit supérieur à celui des montants de travaux similaires en maîtrise d’œuvre de construction. Il convient aussi de disposer d’outils pour identifier les professionnels compétents ainsi que de nouer un dialogue fructueux avec les autorités compétentes (DREAL, DDT, Onema et EPTB) intégrées dans le projet ou dans le cahier des charges pour ne pas se retrouver bloqué pendant le déroulement de l’étude par des exigences liées à des précautions parfois abusives ou néfastes au bon déroulement des projets. Les compétences existent, il faut les mobiliser.
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Évolution des métiers de l’écologie en matière d’accompagnement, d’expertise et d’ingénierie en vue de la mise en œuvre concrète d’actions de restauration de continuités écologiques présenté par Bénédicte LEFEVRE, Ingénieur écologue, Association française interprofessionnelle des écologues
Les écologues selon l’association française interprofessionnelle des écologues (AFIE)
Les écologues ont différents profils. L’AFIE souhaite réunir ces derniers pour faire reconnaître leur métier au niveau national. L’AFIE est une structure active depuis 1979 et compte plus de 250 adhérents répartis dans différentes structures (bureaux d’études, services de l’État, collectivités territoriales, associations, établissements publics ou universitaires, etc.). Elle réunit à la fois les ingénieurs et les techniciens écologues qui travaillent dans le secteur de l’écologie appliquée.
Son objectif est de promouvoir des compétences et du savoir-faire en matière d’écologie avec une volonté de prendre en compte le patrimoine naturel dans tous les secteurs d’activités (aménagement, gestion de l’espace, etc.). Les écologues doivent être pluridisciplinaires. Aujourd’hui, l’AFIE a la volonté d’accueillir de nouveaux profils car le métier a évolué aux fils des années. Un des engagements de ses membres, c’est la signature d’un code de déontologie : respecter des règles, des devoirs en matière d’écologie, avoir une éthique, travailler de façon honnête et être conscient de ses compétences.
L’AFIE en cinq axes stratégiques
L’association se positionne selon différents axes :
• Promouvoir et agir pour la prise en compte des lois de l’écologie dans tous les projets et activités
• Fédérer les écologues issus de tous les secteurs professionnels et favoriser leurs échanges
• Assurer la reconnaissance des ingénieurs écologues des entreprises, des collectivités et des services de l’État dans les hautes responsabilités, les sphères de décision, les instances décisionnelles
• Promouvoir le développement économique et la création d’emplois dans la filière du génie écologique
• Accompagner l’écologue dans son parcours professionnel, de la fin de ses études aux évolutions de carrière
Sur le plan opérationnel, l’AFIE vise à favoriser les échanges au sein même de la structure, avec un annuaire cartographique qui permet de trouver les ingénieurs écologues au sein du territoire français. Elle souhaite d’une part favoriser les échanges au sein de son réseau par des outils web afin que les membres partagent des informations (actualités, événements, réflexions) ou des rencontres nationales et régionales ou des café-débats mais aussi assurer le partage avec les autres réseaux en s’inscrivant dans des dynamiques diversifiées. Par ailleurs, la valorisation de la formation et de la professionnalisation du métier d’écologue est essentielle : à ce titre, l’AFIE participe à des séminaires et à des groupes de travail (ex : Union internationale pour la conservation de la nature, Agence Française pour la Biodiversité). Dans un avenir proche, il a été retenu de faire évoluer les positions, faire discuter les écologues avec les services instructeurs et travailler à l’évolution de certaines directives.
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Le dispositif de qualification OPQIBI pour les prestataires d’ingénierie en matière de restauration de la continuité écologique présenté par Stéphane MOUCHOT, Directeur Général, Organisme de Qualification de l'Ingénierie
L'Organisme de Qualification de l'Ingénierie (OPQIBI)
L’OPQIBI est une association créée en 1969 avec pour objet unique d’attribuer des qualifications aux prestataires d’ingénierie, relevant des domaines de la construction de l’énergie et de l’environnement. Une qualification OPQIBI vise à attester de la compétence et du professionnalisme d’une structure, personne morale (et non d’une personne physique), qui va contractualiser avec pour réaliser une prestation déterminée (par exemple, la restauration de la continuité écologique des cours d’eau). L’objectif de la qualification est d’aider les clients à identifier les prestataires d’ingénierie compétents, de structurer l’offre d’ingénierie, et in fine d’améliorer la qualité des ouvrages par une montée en compétence des prestataires.
L’OPQIBI et ses qualifications
L’OPQIBI se base sur trois textes de référence pour attribuer ses qualifications :
• un référentiel de qualification décrivant les exigences et critères généraux auxquels doivent satisfaire les postulants ;
• une nomenclature qui définit le contenu technique des prestations correspondant aux diverses qualifications ;
• un manuel des procédures d’attribution, de suivi et de renouvellement des qualifications.
Un postulant doit répondre à trois types de critères de qualification : des critères légaux, administratifs, juridiques et financiers (s’assurer de la pérennité d’une structure), des critères techniques portant sur les « moyens » de la structure (humains, matériels, méthodologiques) et des critères techniques portant sur les « références » de la structure (présentation de référence par qualification demandée).
La procédure de qualification s’effectue sur la base d’un dossier, composé de renseignements qu’apporte la structure et de pièces justificatives exigées. La demande fait l’objet d’une étude de recevabilité et le dossier est ensuite transmis à des instructeurs (professionnels « métiers »). En fonction des demandes de qualification, un dossier passe entre les mains de plusieurs instructeurs (en moyenne 3 par dossier). L’instruction se fait sur la base de l’examen technique des pièces et des résultats des enquêtes menées auprès des clients de chaque postulant. Les instructeurs présentent leurs résultats devant des comités de qualification, qui statuent sur la demande (attribution ou notification de refus).
Une qualification a une durée de vie limitée (4 ans) ; elle est contrôlée tous les ans. Les structures nouvellement créées ou en cours de diversification peuvent obtenir une qualification probatoire (durée d’un an, renouvelable une fois). La qualification n’est pas réservée aux grandes structures : 80% des structures qualifiées sont des TPE de moins de 20 salariés.
Qu’en est-il en matière de restauration de la continuité écologique ?
La qualification relative à la restauration de la continuité écologique de l’OPQIBI répond à une demande de l’Onema sur la mise en place d’un dispositif de qualification sur cette thématique. Deux qualifications ont vu le jour pour pallier aux problèmes d’identification des prestataires et de leurs compétences. La première concerne l’assistance à maîtrise d’ouvrage (continuité écologique terrestre, aquatique ou aérienne). La mission concerne, à l’échelle d’un territoire, la mise en œuvre de plans, programmes ou projets de restauration écologique. La seconde concerne l’ingénierie relative à la restauration de la continuité écologique des cours d’eau (entendue au sens de la maîtrise d’œuvre). La mission s’applique à des opérations de création, d’aménagement ou d’effacement d’ouvrages dans les cours d’eau, dont le but est de favoriser la circulation de la faune aquatique ou semi-aquatique et des sédiments. Les ouvrages comme les barrages, les microcentrales électriques ou les seuils sont notamment concernés. Le contenu détaillé de ces qualifications et les critères spécifiques (en termes de moyens humains, matériels, méthodologiques et de références) qui ont été définis, figurent dans la nomenclature de l’OPQIBI.