Guide sur la restauration des cours d’eau

Méthodes alternatives à l'entretien des cours d’eau au Québec

Démantèlement de barrages anthropiques

Description

Les interventions visées par la présente fiche technique sont celles visant le retrait de barrages anthropiques au bénéfice du bon fonctionnement hydrogéomorphologique et de la santé des écosystèmes aquatiques.

Contexte

L’effet des barrages sur la libre circulation des espèces aquatiques, particulièrement des poissons, est l’une des conséquences écologiques les mieux documentées de leur présence. La majorité des barrages à réservoir favorisent également le réchauffement de l’eau par l’augmentation du temps et de la surface d’exposition au rayonnement solaire (Caissie, 2006). Cela affecte la concentration d’oxygène dissous et peut nuire à de nombreux organismes aquatiques. En interceptant les sédiments en transport, les barrages causent une accumulation persistante en amont et un déficit sédimentaire en aval. (Kondolf, 1997).  En amont, le substrat naturel est enfoui par des sédiments plus fins, tandis qu’en aval, on observe une simplification morphologique, une incision et/ou un pavage du lit, affectant ainsi la qualité de l’habitat et la connectivité avec la plaine inondable.

Plusieurs barrages au Québec sont désuets et/ou en mauvais état, représentant des coûts potentiels importants pour les collectivités. S’ils ne sont plus utiles, leur retrait constitue une option de gestion intéressante, tant d’un point de vue environnemental que logistique et financier.

Figure 1. Schéma conceptuel illustrant les conséquences écologiques de la présence d’un barrage sur l’habitat fluvial (Fitzgerald, 2010)

Conception

Dans le cas d’un retrait de structure, la phase de conception s’intéresse à définir les détails de la procédure de démantèlement et de l’aménagement du cours d’eau permettant de mitiger le potentiel de dégâts environnementaux associé au démantèlement. Selon le contexte, ces détails peuvent inclure sans s’y limiter :

  • les phases de démantèlement, le cas échéant,
  • l’élévation finale de la crête du barrage ou le retrait complet,
  • le profil en long en fonction de la pente d’équilibre définie,
  • la disposition et la composition granulométrique du matériau granulaire à ajouter, si nécessaire,
  • la disposition et les caractéristiques des éléments structurels à ajouter (bois mort et/ou blocs rocheux de grande taille), le cas échéant,
  • la végétalisation des superficies exondées du réservoir, particulièrement dans le cas d’une colonisation probable par des espèces végétales exotiques envahissantes.

Conseils techniques

  • Il importe de bien caractériser le volume et la nature des sédiments accumulés dans le réservoir du barrage afin de gérer le risque environnemental qu’ils peuvent poser à court terme pour le milieu récepteur.
  • Le suivi post-démantèlement devrait se décliner en 2 phases :
    • Les effets à court terme sur la qualité de l’eau et l’intégrité de l’habitat ;
    • Les réponses (persistantes) du milieu sur le moyen/long terme.
TYPE DE DÉMANTÈLEMENT AVANTAGES INCONVÉNIENTS MITIGATION POSSIBLE
Simple

(retrait complet)

Option la moins complexe/coûteuse permettant néanmoins l’obtention de tous les gains potentiels sur le long terme. Volume potentiellement massif de sédiments fins disponibles d’un seul coup à la mobilisation vers l’aval (enjeux de qualité de l’eau et de l’habitat à court terme) -Excavation dans le réservoir pour rétablir une pente d’équilibre.

-Ajout d’éléments structurels (e.g. bois et pierres) pour la régulation du transit sédimentaire.

-Stabilisation du lit (ajout d’un substrat grossier).

En phases Ventilation temporelle des impacts négatifs à court terme. Plus de complexité et de coûts en lien avec la réalisation des travaux en plusieurs phases. Est en soi une stratégie de minimisation.
Partiel -Minimise les impacts négatifs à court terme sans entrainer nécessairement de coûts supplémentaires.

-Peut permettre de conserver certains usages du barrage (compromis).

Ne garantit pas un plein rétablissement du transit sédimentaire et de la connectivité écologique. Remblais de matériau grossier en aval de la structure partiellement démantelée pour créer un profil en long plus régulier, favorable au transit sédimentaire et à la connectivité écologique.

Entretien et cycle de vie

Comme il est question de retirer un aménagement et non d’en réaliser un, aucun entretien n’est anticipé et la question du cycle de vie est caduque. Le résultat espéré est une reprise des processus naturels permettant l’évolution du milieu hydrique vers un état de meilleure qualité d’un point de vue écologique. Afin de s’en assurer, un suivi devrait idéalement être réalisé sur toute la période d’ajustement morphologique.

Autres considérations

Dans le cas où le démantèlement d’un barrage n’est pas considéré comme souhaitable pour une raison ou une autre, des stratégies alternatives existent. La plus connue est la passe migratoire qui, avec une conception adéquate, permet aux espèces ciblées de franchir la structure. La seconde est la recharge sédimentaire en aval, c’est-à-dire la création d’un apport artificiel de matériel sédimentaire adapté aux conditions hydrauliques du cours d’eau et permettant de compenser pour l’interception par la structure (Kondolf et collab., 2014).

Références

  • C. Bathurst, J. (2007). Effect of Coarse Surface Layer on Bed-Load Transport. Journal of Hydraulic Engineering, 133(11), 1192–1205. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2007)133:11(1192)
  • Caissie, D. (2006). The thermal regime of rivers: A review. In Freshwater Biology (Vol. 51, Issue 8, pp. 1389–1406). https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2006.01597.x
  • Centre d’expertise hydrique du Québec. (n.d.). Sécurité des barrages. Retrieved July 9, 2024, from
  • Fitzgerald, B. T. (2010). How a Dam Affects a River.
  • Iowa Department of Natural Resources. (2018). River Restoration Toolbox – Practice Guide 10 – Dam mitigation.
  • Kondolf, G. M. (1997). PROFILE: hungry water: effects of dams and gravel mining on river channels. Environmental Management, 21(4), 533–551.
  • Kondolf, G. M., Gao, Y., Annandale, G. W., Morris, G. L., Jiang, E., Zhang, J., Cao, Y., Carling, P., Fu, K., Guo, Q., Hotchkiss, R., Peteuil, C., Sumi, T., Wang, H.-W., Wang, Z., Wei, Z., Wu, B., Wu, C., & Yang, C. T. (2014). Sustainable sediment management in reservoirs and regulated rivers: Experiences from five continents. Earth’s Future, 2(5), 256–280. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/2013EF000184
  • Loi sur La Qualité de l’environnement (2021)
  • Ministère de l’Environnement, de la Lutte contre les changements climatiques, de la Faune et des Parcs. (2002). Sécurité des barrages – Lois et règlements. Consultée le 9 juillet 2024.

Rédaction

Louis-Gabriel Pouliot et Sylvio Demers