Intérêts de la géomorphologie historique et expérimentale pour la restauration de cours d'eau : le cas du vieux Rhin en aval du barrage de Kembs (France, Allemagne)

Using historical and experimental geomorphology for restoring rivers: the case of the Old Rhine downstream of the Kembs dam (France, Germany)

¹ CNRS UMR 5600 EVS - Université de Lyon -
e-mail: fanny.arnaud@ens-lyon.fr
² CNRS UMR 7362 LIVE - Université de Strasbourg -
e-mail: laurent.schmitt@unistra.fr
³ CNRS UMR 6554 GEOPHEN-LETG - Université de Caen Basse-Normandie -
e-mail: anne-julia.rollet@unicaen.fr

Résumé

Les projets de restauration se sont multipliés depuis la mise en œuvre de la Directive Cadre sur l'Eau qui vise le bon état écologique des masses d'eau en 2015. La géomorphologie historique et expérimentale s'avère utile pour guider les actions qui portent sur le compartiment physique des cours d'eau. Une démarche de ce type a été engagée sur le " Vieux Rhin " court-circuité entre les barrages de Kembs et de Breisach. La rectification, la mise en place d'épis et la construction du Grand Canal d'Alsace ont profondément altéré l'hydro-morphologie du tronçon, provoquant une incision, un pavage du lit et une simplification des habitats aquatiques et riverains. Cet article synthétise les principaux résultats d'une étude géomorphologique réalisée dans le cadre d'un programme européen INTERREG et d'actions engagées par Electricité de France (EDF) pour évaluer les possibilités de restaurer la dynamique sédimentaire du Vieux Rhin. Une analyse rétrospective multi-scalaire a permis de mieux comprendre la trajectoire temporelle d'ajustement du tronçon et d'estimer sa sensibilité aux changements. Une recharge sédimentaire expérimentale a été suivie in situ afin d'analyser les risques environnementaux potentiels, estimer les premiers effets morphologiques et tester des indicateurs physiques d'évaluation. Ces deux approches ont permis de formuler des recommandations concrètes de restauration à large échelle et durables.

Abstract

The European Water Framework Directive (2000/60/CE) requires to achieve the good ecological status of bodies of surface water by 2015. Growing efforts have thus been made in last decades for restoring physical processes and associated ecological habitats of altered river reaches. Retrospective and experimental fluvial geomorphology should be used to help to design restoration practices acting on the physical component of rivers. Such approaches have been investigated recently on a reach of the Upper Rhine (French-German border). During the last two centuries, channel rectification, groyne fields, damming and lateral canal construction heavily impacted the hydro-sedimentary functioning of the 50 km-long "Old Rhine" by-passed between Kembs and Breisach, causing channel pattern simplification, bed incision, armouring and riverine and aquatic habitats alteration. This paper reports a geomorphic analysis realized within two complementary and interdisciplinary programs to evaluate the feasibility for restoring sediment transport and alluvial morphodynamics: 1) the European program "INTERREG Redynamization of the Old Rhine" (2009-2012); 2) the program "sediment reintroduction from controlled bank erosion" initiated by Electricity de France (EDF) within the Kembs hydropower plant relicensing process since 2003. On one hand, a space-time analysis compiling archive and field data over the period 1828-2012 was aimed at better understanding the Old Rhine evolutionary trajectory and estimating the sensitivity to channel change. On the other hand, an experimental sediment reintroduction from an artificial input operation into the channel was monitored in situ with bathymetric and topographic surveys, bedload tracing, aerial imagery and grain size sampling, in order to assess first morpho-ecological effects, potential risks and test evaluation indicators. Recommendations for defining large-scale and sustainable restoration plans were discussed following diachronic and experimental approaches.