Organiser la gestion durable de la ressource en eau

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Mercredi 09 août 2017

Organiser la gestion durable de la ressource en eau

La gestion à long terme de la ressource en eau nécessite une réflexion en plusieurs étapes :



Mesures en rivière pour la définition
des objectifs de gestion - Gave d’Aspe (64)
Pour les eaux souterraines, il existe des enjeux spécifiques de conservation et de mise en visibilité.

 
Définition des objectifs de gestion : débit, régime et piézométrie


EAUX DE SURFACE – Les méthodes de définition des objectifs de débit

Les outils d’aide à la détermination des objectifs sont aujourd’hui uniquement disponibles pour les débits bas à moyens, c’est-à-dire pour la définition des Débits objectifs d’étiage (DOE).
Les méthodes adaptées aux hautes eaux sont aujourd’hui au stade de la recherche. L’Europe donne cependant des éléments de cadrage dans le guide « Les débits écologiques dans la mise en œuvre de la DCE ».
 
Il ne faut pas confondre ici DOE et DMB (Débit minimum biologique).
Les DMB sont évalués à une échelle locale, à l’aval d’un ouvrage qui barre le cours d’eau, et participent à la définition des débits réservés qu’il faut laisser à l’aval de cet ouvrage, au titre de l’article L214-18 du code l’environnement. L'annexe 2 de la circulaire du 5 juillet 2011 relative à l'application de l'artcle L214-18 présente les méthodes d'aide à la détermination de valeur de débit minimum.
Les DOE sont définis sur des points clés pour la gestion quantitative de l'eau, en intégrant l’ensemble des enjeux liés aux milieux aquatiques et aux usages à l’échelle du bassin versant. Ils correspondent au « débit permettant de satisfaire l’ensemble des usages en moyenne 8 années sur 10 et d’atteindre le bon état des eaux » (arrêté de 2006 relatif au contenu des SDAGE). Ils servent notamment de base à la définition des volumes prélevables par l’ensemble des usages du bassin.


Plusieurs types d’approches sont utilisés en France pour la détermination de la valeur des DOE, en fonction du contexte local (données disponibles, fonctionnement hydrologique du bassin, …) et de l’évolution des connaissances au cours du temps. Les discussions entre scientifiques et gestionnaires, transcrites dans les documents téléchargeables ci-après, convergent aujourd’hui vers la combinaison de ces différentes approches.

  • L’approche « hydrologique » s’appuie sur la reconstitution de « l’hydrologie naturelle » du cours d’eau, c’est-à-dire en l’absence d’usages (sans prélèvements et réalimentations). Le principe est de baser la valeur de DOE sur cette référence dite « naturelle » pour assurer un niveau minimum de perturbations.
  • L’approche « hydraulique » s’appuie sur la modélisation des caractéristiques hydrauliques (vitesse de l’eau, hauteur d’eau, …) en fonction du débit.
  • Les résultats issus de l'approche hydraulique peuvent ensuite être couplés avec des modèles de préférence des espèces par stades de vie ou par groupes d’espèces pour ces caractéristiques. Il s'agit de la méthode des « micro-habitats ». Ces modèles ne sont pas disponibles pour toutes les espèces ni pour tous les types de rivières.
Ces 2 méthodes (hydraulique et micro-habitats) permettent de quantifier l’évolution des habitats physiques pour les espèces considérées. Elles peuvent être également mobilisées pour simuler et comparer des scenarios de gestion.

L’utilisation de la méthode « micro-habitats » nécessite de solides compétences sur le fonctionnement physique et écologique des cours d'eau. Elle nécessite également de l’expertise lors du choix des sites pour les mesures hydrauliques ou lors de l'analyse critique des sorties des modèles.
La formation de l’AFB « Modèles d’habitats et aide à la détermination des débits minimums biologiques (DMB) » (2,5 jours) forme à l’utilisation de la méthode micro-habitats et à leurs applications, notamment pour déterminer l’impact d’une artificialisation du débit sur les milieux aquatiques. En savoir plus : le programme (pdf) et les prochaines sessions.

EAUX DE SURFACE - Les outils et les guides disponibles

 
  Les débits écologiques dans la mise en œuvre de la DCE - Guide méthodologique (2015)
Ces éléments de méthode et de retours d’expériences, permettent notamment de renforcer la prise en compte des débits écologiques (Eflows) dans les SDAGE, avec :
- une définition de travail des Eflows dans le contexte de la DCE ;
- une analyse des moments où ils interviennent dans la mise en œuvre de la DCE ;
- une synthèse des pratiques actuelles en Europe (études de cas) ;
- des éléments de méthode sur la détermination, le suivi et l’évaluation des Eflows.
Les études de cas européens collectées montrent que :
- la définition des débits écologiques est bien partagée à l’échelle européenne ;
- les outils utilisés pour déterminer les Eflows sont spécifiques à chaque pays, en fonction des milieux, des différents usages de la ressource et de l’histoire de la prise en compte de la problématique dans le pays.
Le guide méthodologique, le recueil de 32 études de cas européennes sur les Eflows

  Débit Minimum Biologique (DMB) et gestion quantitative de la ressource en eau – Guide méthodologique pour les bassins bretons (2015)
Ce document a été produit suite à des questions opérationnelles rencontrées lors de l’élaboration de SAGE en Bretagne quant à l’utilisation de la méthode des « micro-habitats ».
Est-ce un outil adapté pour appréhender la gestion quantitative de la ressource ? Dans quels cas l'utiliser ? Comment interpréter les résultats pour la prise de décision ?
Ce guide analyse les conditions d’utilisation de ces outils et propose une démarche globale, croisant une analyse de l’hydrologie, de l’hydromorphologie et des enjeux piscicoles, pour l’élaboration d’une politique de gestion quantitative équilibrée.
Tous les volets de la démarche n’ont pas été développés dans cette version du guide qui a vocation à être complété, notamment sur la base des retours d’expériences sur son utilisation.
Ce guide a été élaboré pour le contexte des cours d’eau Breton, mais il peut apporter des éléments méthodologiques pour les bassins hors Bretagne.
 

  Débits écologique : la place des modèles d’habitat hydraulique dans une démarche intégrée (2016)
Ce rapport propose une démarche technique d’aide à la définition des débits écologiques, basée sur la comparaison de scénarios de gestion et une combinaison des approches « hydrologiques » et « hydraulique et micro-habitats ». La démarche comprend quatre étapes :
1. description du contexte hydrologique naturalisé et actuel, des usages actuels et des scénarios de gestion envisagés ;
2. description du contexte écologique au sens large ;
3. identification des métriques pertinentes (hydrologiques et/ou habitats et/ou autres) pour décrire les effets des scénarios (modifications des usages, effets sur le milieu) ;
4. comparaison des scénarios.
Cette démarche, qui rejoint celle du guide précédent, ne se passe pas d’expertise et doit s’accompagner d’une définition des objectifs partagée avec les acteurs.

  L’évaluation préalable des débits biologiques dans les cours d’eau (2013)
Cette note, élaborée par le secrétariat technique du SDAGE Rhône Méditerranée (regroupant l’Agence de l’eau, l’AFB, la DREAL et l’ARS) apporte des éléments de méthode pour l’évaluation des besoins en eau du milieu liés à l’hydrologie, exprimé par le raccourci « débit biologique ».
La note n’aborde pas la question de la détermination des débits objectifs et du partage de la ressource, qui constitue la suite logique de l’analyse, ni de la définition des débits réservés dont l’application relève de contextes différents.
Par contre, la note explicite les différences entre « débit biologique » (au sens des études volumes prélevables) et « débit minimum biologique » (au sens de l’article L214-18 relatif au débit réservé).

  Vers une nouvelle génération de modèles d’habitats numériques : HABBY
L’AFB a lancé un programme de recherche, en partenariat avec Irstea et EDF, pour identifier les besoins d’évolution des modèles « hydraulique » et « micro-habitats » et réaliser le cas échéant les développements nécessaires.
Ce rapport présente une analyse des différents modèles utilisés en France (Evha, Estimhab, Stathab, Lammi) croisée avec une analyse des besoins des utilisateurs. Il conclut à l’utilité de disposer de deux types d’outils : un modèle statistique de type ESTIMHAB, rapide, peu coûteux et fiable, mais aussi un modèle d'habitat numérique plus complet permettant notamment de réaliser une cartographie de certaines caractéristiques de l'habitat en fonction du débit.
Le modèle numérique d’habitat EVHA, qui est le plus utilisé en France, n'est plus maintenu informatiquement. Une évolution de ce type d'outils est donc nécessaire.
Pour répondre à ce besoin, l' interface HABBY est en construction. Elle permettra de coupler différents types de modèles hydrauliques existants et utilisés, avec différents types de modèles biologiques rassemblés en bibliothèque, et de produire des résultats visualisables dans des logiciels SIG ou vidéo.
Une version test sera disponible début 2018.
Rapport d’analyse  Ce document présente le projet d’interface. Il est possible que l’interface finale soit différente en certains points du projet.

EAUX SOUTERRAINES – Piézométrie objectif d’étiage et bon état quantitatif

Les éléments méthodologiques et de retours d’expérience ci-après portent sur l’évaluation de l’état quantitatif des masses d’eau souterraines et à la définition des Piézométries Objectifs d’Etiage (POE).

  Guide d’évaluation de l’état quantitatif des masses d’eau souterraines (BRGM, 2012)
La procédure décrite comprend 4 tests, tel qu’exigé par l’article 3 de l’arrêté du 17 décembre 2008 :
- l’équilibre prélèvements/ressources ;
- les eaux de surfaces ;
- les écosystèmes associés ;
- les intrusions salées et autres.
Ce guide est en cours de révision. La nouvelle version devrait être finalisée fin 2017 pour être disponible pour les prochains états des lieux des SDAGE.

  Indicateurs piézométriques et volumes prélevables - Guide nappes phréatiques (BRGM, 2011)
Ce guide décrit, pour les nappes phréatiques, la démarche à suivre pour :
- la mise en place d'indicateurs piézométriques ;
- le calcul des volumes prélevables ;
- l’ajustement des volumes prélevables pour une année en cours en fonction des ressources disponibles.
Pour les zones karstiques et les nappes captives, se reporter au rapport : Orientations méthodologiques toutes nappes (2009)

  Indicateurs piézométriques et volumes prélevables - Méthodologie toutes nappes (BRGM, 2009)
Les connaissances synthétisées portent sur les méthodes de définition des indicateurs piézométriques et de calcul des volumes prélevables (dans les nappes libres et captives) en appui à la mise en œuvre de la circulaire de 2008 sur la résorption des déficits quantitatifs.


 

La mise en œuvre des études « volumes prélevables »

Les DOE et POE servent de base à la réalisation des  études « volumes prélevables », souvent coordonnées par les agences de l’eau et les Dreal.
Certaines agences ont réalisé des pages thématiques regroupant :

  • les études réalisées sur les eaux de surface et les eaux souterraines ;
  • des éléments de retours d’expériences.

Liens vers les pages de : Seine-Normandie et de Rhône-Méditerranée-Corse

L’AFB a contribué à la mise en œuvre de cette réforme, avec les rapports méthodologiques et de retours d’expériences ci-après sur les eaux souterraines.

  Retour d’expériences sur le calcul des volumes prélevables en nappes libres (BRGM, 2016)
Ce retour d’expériences rassemble plus de 30 études. Leurs approches sont très hétérogènes, tant du point de vue méthodologique que des outils utilisés. Cette diversité est notamment liée au fait qu’une méthodologie unique ne peut être adaptée à la diversité des contextes hydrogéologiques. Ce travail comprend donc :
- un « catalogue » descriptif de différentes études de cas pour proposer aux acteurs un panel de méthodologies susceptibles d’être réutilisées ou adaptées ;
- une proposition de démarche méthodologique en 9 étapes, afin de structurer les différentes études réalisées dans ce domaine.

  Indicateurs piézométriques et volumes prélevables - Guide nappes phréatiques (2011)
Voir le résumé du rapport

  Indicateurs piézométriques et volumes prélevables - Méthodologie toutes nappes (2009)
Voir le résumé du rapport
 

L’organisation de la gestion collective des prélèvements agricoles

Pour les bassins où le déséquilibre est particulièrement lié aux prélèvements agricoles, la réforme des volumes prélevables prévoit la création d’Organismes uniques de gestion collective (OUGC) chargés d’organiser le partage du volume prélevable alloué aux irrigants.
L’AFB et ses partenaires ont contribué à la réflexion sur la mise en œuvre de cette réforme avec les travaux suivants.

  Quels besoins des gestionnaires pour la gestion des étiages ? (Inra, 2014)
L’objectif de cette étude était d’identifier les principaux besoins des gestionnaires en termes de données et d’outils de modélisation. Le rapport présente :
- les principales attentes des gestionnaires ;
- les études et projets de recherche en cours ;
- une synthèse des travaux à mener pour répondre aux attentes.
L’étude a mis en évidence un besoin de développement d’outils de modélisation permettant :
- la conception d’une stratégie d’action à l’échelle d’un territoire ;
- l’aide à la gestion des étiages en temps réel à l’échelle des bassins versants ;
- l’appui aux OUGC dans l’élaboration des plans de répartition des volumes prélevables.
Enjeux de la gestion quantitative de l’eau en France
Quels outils pour améliorer la gestion territoriale des étiages

  Quels instruments pour une gestion collective de l’irrigation ? (BRGM, 2014)
L’Onema et le BRGM ont organisé une journée de travail regroupant une cinquantaine d’experts issus des services de l’État, d’organismes de recherche et d’organisations agricoles.
Trois questions ont été abordées :
- comment rendre opérationnelle la nouvelle répartition des responsabilités entre l’État et la profession agricole ?
- Comment réaliser l’allocation initiale des quotas individuels ?
- Quels instruments utiliser pour introduire de la flexibilité dans le système de quotas et concilier l’objectif de protection des milieux aquatiques et de développement agricole ?
Ce document synthétise les échanges de cette journée. Les interventions ont permis de comparer les expériences en cours dans plusieurs régions françaises et en Espagne. Des ateliers de réflexion ont abouti à des propositions concrètes pour la mise en œuvre de cette réforme.

  Missions des OUGC et rédaction de leur règlement intérieur (2016)
Pour régir les relations entre l’OUGC et les préleveurs irrigants, un règlement intérieur doit être élaboré. Cette étude apporte :
- des éléments de réflexion technique et juridique concernant le fonctionnement et les missions des OUGC ;
- des propositions de rédaction sur les quatre principaux domaines suivants : le mode de gouvernance, l’allocation de la ressource, le partage des dépenses et l’information, le rapportage, les contrôles et les sanctions.

  Etude de faisabilité des marchés de l’eau pour la gestion quantitative
Afin de tester l’efficacité de divers instruments de gestion de la ressource en eau, comme l’échange de droits ou de quotas (marché de l’eau), il est nécessaire de pouvoir modéliser les réactions attendues des agriculteurs qui recourent à l’irrigation.
L’objectif de ce travail est donc de proposer des développements méthodologiques pour modéliser l’optimisation des comportements des agriculteurs irriguants, lesquels dépendent de différentes variables (types de sols, disponibilité en eau, variabilité des prix, orientations technico-économiques de l’exploitation…). L’analyse s’appuie sur une étude de cas conduite sur la nappe de la Beauce centrale.

En parallèle des travaux accompagnés par l’AFB, les études ci-après apportent également des éléments opérationnels.

  Répartition des volumes prélevables : perceptions et acceptabilité (BRGM, 2017)
Les OUGC doivent établir des règles pour répartir les volumes prélevables entre les agriculteurs. Sur quels principes éthiques fonder ce partage ? Quelle vision les agriculteurs ont-ils de ce que serait un partage juste et équitable ?
Pour répondre à ces questions, le BRGM a réalisé une enquête pour caractériser la conception que les agriculteurs français ont de la justice sociale sur le partage de l’eau.
Le résumé des résultats de l’étude, le rapport

  SIMULTEAU : conception et développement d’un modèle de territoire pour la gestion collective de la ressource en eau par les OUGC
L’objectif du projet est de mettre au point, avec les OUGC partenaires, un modèle pour la conception et l’évaluation :
- de plans de répartition du volume prélevable ;
- de protocoles de gestion collective en cours de campagne.
Le but est de clarifier les débats entre l’OUGC et l’administration et à rendre plus objectives les discussions avec les autres usagers de la ressource.
La lettre d’information du projet Simulteau (2017)
 

L’élaboration de programmes d’actions pour le retour à l’équilibre

Dans les bassins en déséquilibre, les études volumes prélevables sont le point de départ d’une concertation avec tous les acteurs concernés, pour élaborer un programme d’actions permettant le retour à l’équilibre quantitatif du bassin.
Si ce programme d’actions nécessite le financement d’une retenue par l’agence de l’eau, il doit alors être construit sous la forme d’un projet de territoire.

Vidéo sur les enjeux du processus de concertation
(Agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse)

  Modèles hydro-économiques (MHE) et optimisation des programmes d’actions (2015)
Les études économiques et hydrologiques sont souvent conduites en parallèle avec très peu d'échange. Les nombreuses interactions entre processus biophysiques et sociétaux sont donc peu prises en compte.
Les MHE permettent de dépasser ce cloisonnement. Utilisés comme outils exploratoires, ils permettent d’optimiser les programmes d’action au regard de critères économiques (coûts, bénéfices) ou environnementaux (débit objectifs, fréquence de défaillance).
Ce projet a permis de développer un prototype de MHE dans le bassin versant de l’Orb (Hérault). Il permet d’explorer les conséquences associées à différents choix de gestion.
La plaquette de synthèse, le rapport complet sur le bassin de l’Orb (à paraître)

  Diagnostic territorial sociologique des enjeux et des acteurs – Guide méthodologique
Afin d’améliorer la compréhension des enjeux socio-économiques d’un territoire, l’AFB travaille sur l’élaboration d’un guide pour la réalisation d’un diagnostic territorial, attendu courant 2018.
Ce document n’est pas produit spécifiquement pour les projets de gestion quantitative, mais il permettra d’apporter des éléments méthodologiques utiles à la démarche des projets de territoires, notamment : le besoin de renforcement de la concertation et l’organisation d’un débat équilibré prenant en compte les besoins de tous les acteurs.

  Etat des lieux des démarches participatives et recommandations méthodologiques
La mobilisation des démarches participatives résulte soit d’un besoin formalisé dans un cadre juridique soit d’un besoin identifié et révélé dans la pratique d’opérations de gestion.
Cette étude a pour objet le recensement, la caractérisation et l’analyse des démarches participatives développées et utilisées depuis les années 1990 dans le domaine en France métropolitaine et en Outre-mer.
Ce travail, disponible courant 2019, devrait permettre, dans un second temps, d’apporter des recommandations méthodologiques pour une meilleure utilisation des outils disponibles pour la mise en œuvre de démarches participatives.
 

Les enjeux spécifiques de conservation des eaux souterraines

Au cours des 40 dernières années, la pression sur les eaux souterraines a fortement augmenté. Or, les gestionnaires peuvent être confrontés à des difficultés pour justifier des mesures de protection des eaux souterraines. Les bénéfices attendus des mesures de prévention et de préservation des eaux souterraines paraissent parfois trop hypothétiques et lointains au regard des coûts immédiats de ces mesures.
Face à ce constat, l’AFB accompagne les travaux ci-dessous.

  Séminaire : Pourquoi et comment préserver les eaux souterraines ? (2015)
A partir d’exemples en France et en Suisse, ce séminaire co-organisé par l’Onema et le BRGM, illustre comment des eaux souterraines bien préservées permettent de faire face à un certain nombre d’aléas et jouent un rôle d’assurance : sécurisation de la distribution d’eau potable, réduction des vulnérabilités, anticipation des pressions à long terme, …

  Etude de dispositifs de mise en visibilité des enjeux
Cette étude vise à recenser, analyser et diffuser des pratiques et des outils de sensibilisation des eaux souterraines pour favoriser leur gestion collective.
L’étude s’appuie sur une démarche comparative entre l’Inde et la France. En effet, la surexploitation des nappes en Inde a conduit au développement de dispositifs originaux sources d'enseignement.
Publication prévue courant 2018.