Projets soutenus par le Labex DRIIHM

Les sédiments sont riches en substances organiques ou inorganiques, héritées du drainage des sols du bassin versant ou piégées au sein même des cours d’eau lors de leur transit de l’amont vers l’aval. Certaines de ces substances sont naturellement introduites dans le milieu par les processus d’érosion et de biodégradation des sols. D’autres substances sont uniquement d’origine anthropique liée aux activités humaines et ont été disséminées dans l’environnement au cours du temps à partir de sources ponctuelles ou diffuses. Le projet proposé a donc pour objectif de poursuivre l’effort de caractérisation des contaminants organiques et inorganiques de ces sédiments, en couplant à la fois la connaissance des contaminants présents dans ces matrices ainsi que leurs niveaux de concentration et leur répartition dans l’espace. Nous proposons d’estimer la présence tant quantitative que qualitative de certaines molécules émergentes dans les sédiments dont les connaissances restent, à l’échelle du Rhône, très fragmentaires, voire inconnues, dont le mercure, certaines substances médicamenteuses (ethinylestradiol,…) et des retardateurs de flamme bromés que l’on retrouve dans de nombreux plastiques.

Le Plan Rhône, signé en 2007 notamment en réponse aux inondations catastrophiques de 2003, se présente comme une politique de développement durable faisant du fleuve «un trait d’union entre ses habitants et ses territoires». Six volets structurent les actions entre les inondations, la culture et le patrimoine, la qualité des eaux, la ressource et la biodiversité, l’énergie, le transport fluvial et le tourisme financés pour un montant estimé à 600 millions d’euros sur la période de 2007 à 2013. A l’orée du deuxième Plan Rhône qui couvrira la période de 2014 à 2020, notre recherche se propose de questionner la notion de « développement durable » à l’œuvre dans le Plan Rhône. Ce dernier a-t-il effectivement permis de dépasser les politiques sectorielles qui présidaient jusqu’alors autour du fleuve, entre la production d’énergie et la gestion des inondations par exemple ? Peut-il être considéré comme une rupture, au sens où l’entend l’Observatoire Hommes-Milieux Vallée du Rhône, c’est-à-dire comme le passage d’une politique essentiellement aménagiste à une démarche plus intégratrice ?

L’objectif principal de notre recherche est d’étudier le Plan Rhône dans sa dimension affichée de « développement durable ». Pour cela, nous proposons d’analyser « l’intérieur » et « l’extérieur » du Plan Rhône, dans une même perspective en analysant d’une part, l’élaboration et la conduite du Plan Rhône et d’autre part, comment les actions réalisées en son nom ont été diffusées et médiatisées. Notre hypothèse est de montrer les décalages entre l’engagement des acteurs dans cette politique et ce que les médias locaux en ont donné à voir et à en prendre connaissance. En effet, notre démarche est d’étudier l’action publique «in vivo», en interrogeant les personnes sur leur engagement passé ou présent dans le Plan Rhône. Nous nous intéressons à la manière dont les acteurs en parlent dans l’exercice de leurs fonctions : ce qui les a motivés, ce qui leur a demandés le plus de temps, ce qu’ils pensent avoir «réussi» ou «raté», ce qui a été finalement financé et réalisé. En quoi la référence au développement durable a-t-elle modifié leurs manières de faire au sein de leur structure et entre les différents partenaires ? L’expérience professionnelle d’une mise en œuvre «durable» d’une politique est-elle particulière ou était-elle déjà acquise sur le fleuve Rhône ?

Mon travail de thèse est intitulé « Étude de la sédimentation des casiers Girardon du Rhône: approche historique pour une évaluation des potentialités écologiques et des risques en matière de pollution ». L’objectif principal de ce travail est de comprendre les processus de la sédimentation dans les casiers et d’établir une typologie de l’évolution morphologique. Cela est effectué par une analyse comparative entre quatre tronçons aménagés et mis en débit réservés à différentes périodes, notamment les tronçons de Pierre-Bénite (1966), Péage de Roussillon (1977), Montélimar (1956) et Donzère-Mondragon (1952). Cette étude morphologique permettra d’élaborer une typologie des milieux associés, notamment des forêts riveraines, et d’évaluer leur potentiel écologique.

La thèse porte sur plusieurs étapes successives, notamment un travail rétrospectif sous SIG, suivi par des études de terrain. Les analyses géomatiques sur 300 casiers ont démontré une forte variabilité des patrons planimétriques de l’atterrissement entre les différents tronçons ainsi qu’au sein de chaque tronçon. Les missions de terrain effectuées dans 60 casiers en 2014 en s’appuyant sur les résultats des analyses géomatiques (mesures de l’épaisseur de sédiments fins, prélèvements d’échantillons de sédiment) ont fourni des éléments sur les patrons verticaux de la sédimentation. Des taux de sédimentation différents ont ainsi été identifiés pour les périodes pré- et post-dérivation.

Plusieurs analyses géomatiques concernant les facteurs de contrôle sont en cours. De plus, une première campagne DGPS a été lancée en 2014 pour faciliter une évaluation de la précision des données LiDAR disponibles, pour évaluer la faisabilité d’analyses de la connectivité des casiers à travers les digues. Les résultats sont satisfaisants sur les digues non boisées ainsi qu’en milieux arbustif. Dans les milieux boisés une deuxième campagne est encore nécessaire pour affiner les analyses.

En fonction des résultats des analyses géomatiques et des missions de terrain effectuées en 2014, les objectifs des actions envisagées pour l’année 2015 sont les suivants :

1. Connaître, à l’échelle plus fine, les patrons verticaux de la sédimentation des principaux types morphologiques de casiers pour mieux comprendre l’évolution des dépôts sédimentaires
2. Identifier des potentiels facteurs qui contrôlent les processus de sédimentation et évaluer l’importance des facteurs qui agissent à l’échelle locale
   • Comprendre l’effet de la forêt riveraine sur la sédimentation
   • Comprendre l’effet de la connectivité des casiers au chenal principal (type de connectivité (brèches, seepage, …), fréquence et débit seuil de connexion)

3. Faire le lien entre les patrons de sédimentation et les communautés forestières observées.

L’histoire hydroclimatique du Rhône aval et les récentes inondations catastrophiques du fleuve dans sa basse vallée démontrent la vulnérabilité des territoires de la plaine alluviale face au risque d’inondation.

L’objectif est de proposer une cartographie des interfaces fleuve-territoire, échelle d’analyse privilégiée pour l’étude des interactions homme-milieux, de la basse vallée du Rhône entre Viviers (PK 167) et Beaucaire (PK 268). La combinaison d’une modélisation de l’aléa naturel (fréquence d’inondabilité) et d’une modélisation des enjeux territoriaux (analyse structurelle des réseaux viaires) doit permettre de proposer une typologie du risque d’inondation dans la basse vallée du Rhône à l’échelle de ces interfaces fleuve/territoire.

Riparian zones provide a host of important ecosystem services related to water quality, stream bank integrity, wildlife habitat, and instream inputs of energy and woody debris (Gregory et al., 1991). Because of the combination of abundant resources and frequent disturbance, riparian forests support fast-growing trees that accumulate biomass quickly, both in live and dead pools that include standing trees, roots and soil (Van Pelt et al., 2006; Stella et al., 2012; Matzek et al., 2014). Riparian forests therefore constitute a potentially substantial carbon sink, especially in water-limited regions where grasslands or other non-forest vegetation types predominate. However, because it occupies comparatively little land area compared to forests traditionally exploited for timber, this forest carbon sink has been virtually ignored by foresters and by policymakers, and the impact of river management strategies on its size and dynamics is largely unknown.

In this proposed work, we seek to fill in the knowledge gap between our current understanding of forest dynamics in the Rhône fluvial corridor, and the development of a new paradigm for management of the Rhône that incorporates payment for ecosystem services, by characterizing the carbon stocks of naturally regenerated riparian forests (Gruel, 2014). We profit from our previous riparian forest inventory, undertaken in 2014 with the support of OHM-VR, which was intended to determine how natural forest regeneration was responding to current and historical regime changes. In that inventory of 88 plots (distributed along the four sectors of Pierre-Bénite, Péage de Roussillon, Donzère-Mondragon, and Montélimar), we measured the density and basal area of live and standing dead trees, along with the density and volume of coarse woody debris (Figure 2). Now, we request a small additional investment in fieldwork and data analysis that will allow us to calculate the carbon stocks in our inventory plots, scale the analysis to the whole river from Lyon to the Mediterranean, and provide the impetus for developing an accurate methodology to estimate carbon credits resulting from current and future management actions.