La prise en compte des espèces protégées, et plus particulièrement la Mulette épaisse Unio crassus, dans les projets de restauration de cours d’eau est un enjeu fort aussi bien au niveau national qu’au niveau du Grand Est.

La connaissance d'Unio crassus en Grand-Est semble être de mieux en mieux appréhendée, notamment au travers des différents recensements menés par l'OFB, les associations naturalistes ou via les études réglementaires menées pour différents porteurs de projets. Cependant, un certain nombre de secteurs, voire de sous-bassins entiers, restent non prospectés et donc sans aucune connaissance. De plus, certains types de cours d'eau n'ont également pas fait l'objet d'études particulières, en premier lieu desquels, les grands cours d'eau. Le comité technique (Direction régionale de l'Environnement et du Logement Grand Est (DREAL), la Région Grand-Est, les Agences de l’eau Rhin-Meuse et de Seine-Normandie, l’Office français de la biodiversité (OFB) et les Conservatoires d’Espaces Naturels (CEN) Lorraine et Champagne-Ardenne) a décidé d’étendre les inventaires réalisés en Lorraine au territoire de la Champagne-Ardenne (Bassin Seine Normandie).

L'objectif de la présente étude est donc d’améliorer la connaissance de la répartition de l’espèce, sur la base des données actuelles. Les résultats obtenus permettront :

• d’évaluer en partie l’état des populations sur ce territoire en fonction du critère aire de répartition,
• d’anticiper l’intégration de l’enjeu Mulette épaisse dans les projets de restauration portés par les acteurs du territoire.

En complément des informations recueillies sur Unio crassus, les informations récoltées sur les autres espèces de bivalves patrimoniales ou invasives seront notamment analysées.

Méthode ADNe

La méthode utilisée afin de détecter la présence de la Mulette épaisse se base sur l’ADN environnemental (ADNe). Elle consiste à prélever les fragments d’ADN contenus dans des échantillons environnementaux (sol, eau, matières fécales).

L’analyse de ses séquences d’ADN permet de différencier les individus et détecter indirectement leur présence et généralement de déterminer l’espèce à laquelle ils appartiennent (Castagné et Castino, 2020).

Prélèvement des échantillons ADNe

Le protocole est relativement simple, mais rigoureux, une mauvaise manipulation pouvant engendrer un risque de contamination des échantillons récoltés ou une faible récolte d’ADN présente dans le milieu.

Le prélèvement s’effectue dans des zones à fort courant (cours principal, aval d’un radier…), le fort courant permettant de recueillir une plus grande quantité d’ADN dans un temps donné. Au sein des grands cours d’eau et cours d’eau trop profonds qui rendent le tronçon inaccessible en waders, il est préférable de réaliser le prélèvement depuis une embarcation ou à défaut, depuis les berges, au niveau de la rive concave. Dans le cadre de conditions de prélèvement pouvant impacter les résultats, les problèmes remontées sont notifiés.

Plan d’échantillonnage

Le plan d’échantillonnage a été établi en répartissant 50 prélèvements sur les cours d’eau champ-ardennais, selon les données naturalistes déjà collectées, de la base de données de l’OFB, des cours d’eau les plus susceptibles d’être concernés par des projets d’aménagement.

Une fois les cours d’eau ou tronçons de cours d’eau sélectionnés, la démarche est la suivante :

• cours d’eau de taille moyenne (exemple : Suippes, Vesle, Superbe, …), 3 points minimum.
• grands cours d’eau (Seine, Marne, Aisne, …), positionnement des points sur les tronçons les moins connus.

D’une manière générale, la distance entre 2 points d’échantillonnage est un multiple de 7/8 kilomètres (distance théorique de détection des espèces en amont d’un point).

Analyse des échantillons

Après extraction de l’ADNe sur le terrain, l’échantillon récolté est ensuite analysé en laboratoire (amplification de l’ADN avec des amorces universelles aux bivalves, séquençage ADN, analyse bio-informatique via une base de données génétique propre au groupe taxonomique à étudier) afin de définir la présence (ou la potentielle absence) des espèces ciblées, les bivalves de l’Ordre des Unionida et de Venerida dans le cadre de notre étude (méthode ADNe metabarcoding).

25 nouveaux tronçons avec présence avérée de l’espèce Unio crassus ont été recensés, laissant présager que l’espèce est relativement bien présente sur les grands cours d’eau du Bassin Seine Normandie. Les positifs se retrouvent au niveau de la Seine (100% des points avec présence avérée de l’espèce), la Marne (60% des points positifs) et affluents (3 affluents sur 7 positifs), la Voire affluent de l’Aube (100% des points positifs), l’Aisne (87,5% des points positifs) mais présente sur aucun des affluents suivis, la Vanne affluent de l’Yonne et l’Aire affluent de l’Oise. La plupart des résultats sont en adéquations avec les observations issues de la base de données OFB, lorsque des données existaient. A noter qu’il est cependant important de prendre en compte les points mentionnés comme absence certaine.

D’autres espèces menacées, inscrites sur la future liste rouge des mollusques du Grand Est, ont aussi été mises en évidence dans le cadre de cette étude, et notamment la rare mulette des rivières (Potomida littoralis), sur la Voire et l’Aisne.

En plus de la base de données de l’OFB et de l’étude génétique engagée par le CEN lorraine en 2020, la campagne ADNe Unio crassus de 2021 menée par le CENCA a grandement permis de combler les lacunes sur certains des cours d’eau de la Champagne-Ardenne, en plus de confirmer la présence sur d’autres cours d’eau ayant déjà fait l’objet de mention de l’espèce. Le plan d’échantillonnage s’étant grandement concentré sur les secteurs lacunaires, ceux ayant besoin de compléments d’informations, ou encore ceux les plus soumis à des projets, va sans nul doute permettre aux porteurs de projets et toutes autres structures concernées par la gestion des eaux, de mieux prendre en compte cette espèce.

Bien que la méthode d’échantillonnage nous ait permis d’obtenir un grand nombre de données en un minimum de temps, il semble cependant nécessaire de prendre en compte les possibles faux négatifs, certains tronçons ayant fait l’objet d’un temps de filtration relativement cours, ayant fait l’objet de peu ou d’aucune mention d’ADN dans l’échantillon prélevé laissant supposer un possible disfonctionnement dans le prélèvement, ou les tronçons n’ayant pu être prospectés dans les meilleures conditions. Ces tronçons ont été ciblés comme « absence incertaine ». A noter que SPYGEN n’a pas relevé de potentielle contamination en laboratoire.

Sur les tronçons mentionnés avec présence de Unio crassus, une détection à vue sera nécessaire afin d’affiner le tronçon concerné par la présence de l’espèce, l’ADN pouvant être retrouvée jusqu’à 7km en amont du point de prélèvement. Sur les secteurs n’ayant pas l’objet de la présence de l’espèce, cela n’abstient pas les porteurs de projets à réaliser des prospections visuelles ou autres prélèvements ADNe, d’autant plus si ces données d’absence sont considérées comme incertaines. Il serait aussi pertinent d’améliorer les connaissances sur la répartition de l’espèce en menant les porteurs de projets vers le CENCA afin d’envisager des points de prélèvements ADNe sur le tronçon concerné, sur les secteurs n’ayant fait l’objet d’aucune étude ADNe.

Dans le cadre de ses missions, la délégation champ-ardennaise du Conservatoire botanique national a engagé avec la direction territoriale Vallées de Marne de l’Agence de l’Eau Seine-Normandie (AESN) un programme d’étude et de caractérisation des végétations des zones humides de la vallée de la Marne sur le secteur le plus intéressant du point de vue de la dynamique de la rivière et des habitats naturels qui y sont associés, de Vitry-le-François à Épernay. Ce programme a été divisé en deux phases. La première phase, débutée en 2016 et finalisée en avril 2019, avait pour but de dresser la typologie des végétations de zones humides de la vallée alluviale de la Marne et des abords immédiats de ses affluents, ainsi que de cartographier la végétation sur le tronçon de vallée s’étendant approximativement de Vitry-le-François à Châlons-en-Champagne. La seconde phase de trois ans, amorcée en 2019, a consisté à terminer la cartographie paysagère en aval de Châlons-en-Champagne jusqu’à Epernay (Mardeuil en réalité), à réaliser quelques compléments typologiques et à mettre à jour les documents édités lors de la première phase du travail.

À partir de la typologie phytosociologique réalisée, les séquences paysagères rencontrées dans la vallée ont été caractérisées avec pour chacune d’entre-elles l’identification des groupements végétaux spécifiques et leur agencement selon les gradients écologiques. L’ensemble des végétations naturelles et semi-naturelles du tronçon évoqué ont été cartographiées selon les principes cartographiques de la phytosociologie paysagère au 1/10000ème. Chaque polygone cartographique fait l’objet d’une description complète des végétations en présence, de leur proportion et de leur état de conservation au sein du polygone. Une carte de l’intérêt patrimonial et des priorités de conservation est également réalisée afin d’aider les opérateurs fonciers à localiser et prioriser leurs interventions.

L’emprise cartographiée représente 13 231 ha. En tout, 3139 objets ont été digitalisés et contiennent 9907 unités de végétations. Dans la dition, 1107 stations de taxons à enjeux (477 patrimoniales et 630 invasives) ont été géolocalisées depuis 2000. 73 taxons patrimoniaux ont été identifiés et Viola elatior est l’espèce patrimoniale la plus représentée avec 101 stations. 39 plantes invasives et affiliées ont été observées et la présente étude a permis, entre autres, de découvrir ou de préciser la répartition de plusieurs « émergentes ». La plaine alluviale étudiée (alluvions récentes) est largement dominée par les milieux anthropiques et/ou anthropisés qui représentent 68% des surfaces cartographiées. Au sein des végétations naturelles et semi-naturelles, dont 195 syntaxons (113 associations végétales) ont été recensés, l’Ormaie alluviale (Viti sylvestris – Fraxinetum) est la plus cartographiée avec 1100 ha. 46 syntaxons (dont 21 associations) sont considérés comme menacés en Champagne-Ardenne et 40 sont très rares à exceptionnels. Environ 400 relevés phytosociologiques ont été réalisés, notamment lors de la phase de typologie (2016/2017) mais aussi lors de la phase de cartographie. Une stratégie de préservation des milieux et sites remarquables est proposée.

Les opérateurs, gestionnaires de milieux naturels, bureaux d’études, maîtres d’œuvres, etc. disposent désormais d’un document précis pour la description des unités de végétation rencontrées sur la vallée (homogénéisation des données). Les cartes sont des documents opérationnels consultables et exploitables via le SIG mis à disposition. En guise de perspectives, il faut désormais accompagner les porteurs de la maîtrise foncière, d’usage et de la gestion de l’espace (sur les sites majeurs), développer des mesures conservatoires (flore / habitats naturels) et réaliser des animations auprès des élus, du grand public (découverte de la flore et des végétations de la vallée).

Dans le cadre de ses missions, la délégation champenoise du Conservatoire botanique a engagé avec l’agence de l’eau Seine-Normandie (AESN) un programme d’étude et de caractérisation des végétations des zones humides de la vallée de la Marne sur le secteur le plus intéressant du point de vue de la dynamique de la rivière et des habitats naturels associés : de Vitry-le-François à Épernay. Ce programme a été divisé en deux phases. La première phase, débutée en 2016 et finalisée en avril 2019 a eu pour but de dresser la typologie des végétations de zones humides de la vallée alluviale de la Marne et des abords immédiats de ses affluents, ainsi que de cartographier la végétation sur le tronçon de vallée s’étendant de Vitry-le-François à Châlons-en-Champagne.

À partir de la typologie phytosociologique réalisée, les séquences paysagères rencontrées dans la vallée ont été caractérisées avec pour chacune d’entre-elles l’identification des groupements végétaux spécifiques et leur agencement selon les gradients écologiques. L’ensemble des végétations naturelles et semi-naturelles du tronçon de Vitry-le-François (Blacy) à Châlons-en-Champagne, ont été cartographiées selon les principes cartographiques de la phytosociologie paysagère au 1/10 000ème. Chaque polygone cartographique fait l’objet d’une description complète des végétations en présence, de leur proportion et de leur état de conservation au sein du polygone. Une carte de l’intérêt patrimonial et des priorités de conservation est également réalisée afin d’aider les opérateurs fonciers à localiser et prioriser leurs interventions.
324 relevés phytosociologiques ont été réalisés pendant la campagne, dont 250 pendant la phase de typologie (2016 - 2017). A ces relevés, 50 relevés issus des travaux de J.M. Royer, S. Thèvenin et B. Didier sur les végétations forestières des grandes vallées de Champagne crayeuse (Aube, Seine et Marne) ont été ajoutées pour conforter l’interprétation de ces végétations. L’analyse et le traitement de l’ensemble des relevés ont fourni 17 tableaux phytosociologiques. L’ensemble des végétations identifiées est décrit dans un document spécifique, le Catalogue des végétations de la vallée de la Marne (Hendoux, 2019).

La phase de typologie a permis d’identifier 124 associations végétales présentes dans la vallée, dont 108 sont liées aux zones humides. 64 associations sont considérées comme menacées en ex-Champagne-Ardenne et 38 sont très rares à exceptionnelles pour ce territoire. Parmi ces végétations, plusieurs sont citées pour la première fois de la région (notamment la végétation d’annuelle des grèves à Panic pied-de-coq et certaines saulaies riveraines) ; la frênaie-ormaie est une association nouvelle pour la science, décrite de façon contemporaine à nos travaux sur la vallée de la Seine. Sa présence est donc confirmée sur la vallée de la Marne et de l’Aube. 5 596,185 hectares ont été cartographiés, de la limite avec la N4 à l’entrée de Vitry, jusqu’à l’entrée de la Marne dans Châlons-en-Champagne pour 1 195 polygones. Une stratégie de préservation des milieux et sites remarquables est proposée.

Ces résultats montrent une grande diversité d’habitats naturels en lien avec la dynamique fluviale encore présente sur ce tronçon de cours d’eau, fait devenu rarissime en plaine. Les habitats des grèves, et les saulaies inondables montrent en particulier un développement important et une diversité remarquable. La prairie à Oenanthe à feuille de silaus et la prairie à Colchique et Fétuque des prés, encore localement présentes, constituent une priorité de conservation. Des sites prairiaux à Violette présentent encore des potentialités de restauration. L’ormaie alluviale, encore présente ponctuellement, est un témoin des potentialités forestières des grandes vallées inondables. Ainsi, de nombreux groupements végétaux sont d’intérêt patrimonial et méritent d’être pris en considération dans les politiques de protection et de gestion des milieux naturels. Les objectifs pour la flore et les végétations seront de préserver la fonctionnalité du cours principal et le rôle de corridor des rivières secondaires, protéger en urgence les quelques hectares de prairies naturelles en bon état de conservation, préserver la capacité de résilience des forêts alluviales face aux changements globaux (climat, chalarose)...

Les opérateurs, gestionnaires de milieux naturels, ou bureaux d’études, maitres d’œuvre, disposent désormais d’un document précis pour la description des unités de végétation rencontrées sur la vallée (homogénéisation des données). Les cartes sont des documents opérationnels consultables et exploitables. Les données floristiques sont consultables en ligne : http://cbnbp.mnhn.fr/cbnb

Les objectifs de la phase 2 sont de finaliser la cartographie sur le tronçon Châlons-en-Champagne/Épernay, développer des applicatifs permettant d’exploiter l’information de manière thématique (niveau d’inondablité, indicateurs d’évolution de l’occupation du sol de la vallée…). À l’issue de la seconde phase, la stratégie de conservation et les sites prioritaires à l’échelle de l’ensemble de la vallée étudiée seront précisés.

Rapport de synthèse

Catalogue de végétation de la vallée de la Marne

Les renouées asiatiques (Reynoutria japonica, R. x bohemica et R. sachalinensis) sont des plantes invasives (i.e. Espèces Exotiques Envahissantes) particulièrement préoccupantes en Normandie. En colonisant rapidement les bords de seine, les renouées éliminent les autres espèces végétales, modifient les propriétés des sols et sont susceptibles d’impacter profondément les interactions avec le sol, et donc de modifier les fonctions et services écosystémiques (stabilité des berges, stockage de carbone, etc..). Ces espèces de renouées inscrites sur la liste noire de l’UICN ont fait l’objet d’actions de luttes multiples malheureusement peu renseignées et/ou peu concluantes sur le secteur Seine Aval.

Dans ce contexte local, et afin d’aider les gestionnaires dans le choix des protocoles d’éradication ou de contrôle des renouées, il a été proposé dans un premier temps de faire une étude bibliographique avec deux objectifs principaux : i) définir l’écologie fondamentale de la renouée du Japon et comprendre son caractère et succès invasif ii) identifier et évaluer scientifiquement les modes de gestion (régulation ou éradication) les plus probants et adaptés au contexte régional. Cette synthèse bibliographique à été réalisée à partir de données diverses fournies par les gestionnaires (sites internet, guides, retours d'expériences, etc.) et par les scientifiques (publications, colloques, etc.).

Dans un second temps, une cartographie des actions de gestion et des sites connus de renouées sur le secteur Seine Aval a été produite sus ArcGis. 1123 localisations de renouées asiatiques en ripisylve ont été recensés, à partir des données issues d'un questionnaire envoyé par l'AESN, ainsi que des données des PPRE, du GIPSA, CBNBL, métropole RN, CENHN, et syndicats de bassin versants. Une sélection de 4 sites pilotes, pour lesquelles des actions de gestion des renouées sont connues et sont menées depuis >6 ans a été faite (3 sites fauchés et 1 site pâturé). Sur ces sites pilotes, l'impact de la gestion et son efficacité ont été évaluées. Par ailleurs les impacts écologiques sur la faune du sol, la flore et le fonctionnement des ripisylves ont été évalués. L'ensemble de ces 2 études montre que l'impact des renouées est très dépendant du site, avec des effets plus marqués lors de la colonisation de milieux ouvert (prairies) par rapport à de milieux fermés (forets). Les mesures de gestion semblent efficaces lorsqu'elles conduisent à réduire la hauteur des cannes de renouées, mais cela implique une gestion intense pendant au moins 7 ans. Afin d'aider les gestionnaires à rapidement identifier les mesures de gestions propices à leur contexte local (taille du patch, habitat, etc..), un kit de gestion des renouées, en 5 fiches, a été produit (disponible sur le site de l’agence et du CEN)

Synthèse bibliographique sur le caractère invasif des renouées asiatiques et sur les méthodes de gestion de ces plantes

Lutte contre la renouée du japon : synthèse bibliographique des connaissances européennes et évaluation des actions de luttes menées sur le territoire de la commission territoriale Seine-Aval

Kit d'information

Cette étude sur les scénarios de sécheresse a été réalisée suite à la stratégie d’adaptation au changement climatique. Elle s’appuie sur les résultats de la thèse de Gildas Dayon sur les effets hydrologiques du changement climatique en France. L’objectif consistait à décrire des scénarios de sécheresse critiques et plausibles sur le bassin. Quatre scénarios ont été choisis (trois particulièrement critiques et un plus « normal »). Il a été demandé de zoomer plus spécifiquement sur une période de 6 ans entre 2030 et 2060 pour chaque scénario.

Les projections hydrologiques réalisées par Gildas Dayon dans sa thèse en 2015 sont utilisées, basées sur le modèle hydro-météorologique ISBA-MODCOU. Des projections sont réalisées pour différents scénarios d’évolution des émissions de gaz à effets de serre, et principalement sur le RCP 8.5, le « laisser-faire », sachant qu’à l’horizon 2030-2060, le scénario RCP4.5, également testé, ne donne pas de résultats sensiblement différents (la démarcation de ces scénarios a lieu en deuxième moitié de siècle). Ces projections ne prennent pas en compte les actions anthropiques.

Les 14 simulations réalisées confirment les effets marqués des sécheresses sur le bassin Seine-Normandie :

• Les sécheresses agricoles (humidité du sol inférieure à un seuil) deviennent en général plus sévères et plus longues ;
• Le temps passé en sécheresse hydrologique (inférieur à un seuil de débit) est décuplé avec cependant une incertitude importante et des différences entre simulations ; la durée moyenne de ces sécheresse s’allonge également (de quelques jours à à une ou deux dizaines)
• La forte sécheresse de 1949, considérée comme exceptionnelle dans le temps passé, devient normale dans les projections futures.

Aux 3 épisodes de 6 ans sélectionnés par leurs conditions critiques est ajouté un épisode plus « normal » dans les conditions futures, pour comparaison. Ces épisodes donnent les résultats suivants :

• Entre 6 et 11 mois par an en moyenne sont passés en sécheresse agricole pendant les 3 épisodes de sécheresse forte et quelques mois de moins pour l’épisode modéré
• Pour les débits, une forte variabilité spatiale du nombre de jours par an passés en sécheresse existe au sein des événements sélectionnés et entre les différents événements, avec des valeurs allant de 10 à 80 jours pour les épisodes sévères, avec des diminutions de 20 à 50% des débits. Pour l’épidode modéré, les anomalies sont fortesdans le sud du bassin et moins forts dans le nord.
• Les épisodes sélectionnés sont caractérisés par un nombre important de mois passés en sécheresse chaque année plutôt que par une alternance d’années de sécheresse extrêmes entrecoupées d’années sans sécheresse.
• La variabilité interannuelle des sécheresses hydrologiques est forte, avec des années caractérisées par un grand nombre de jours de sécheresse sur le bassin et des années avec peu ou pas de sécheresse.
• En termes de niveau piézométrique, les épisodes sélectionnés sont caractérisés par des baisses fortes (y compris pour l’épisode « modéré ») • En termes de précipitation, les épisodes décrits sont assez différents les uns des autres (pour deux d’entre eux, fort déficit de pluie au printemps et en été, pour le 3ème rien de tel, pour l’épisode « modéré », une augmentation en hiber et un été très déficitaire)
• L’évapotranspiration augmente en saison humide par rapport à l’actuel, du fait de l’augmentation de l’énergie disponible à la surface, avec la hausse de la température. L’augmentation printanière et hivernale de l’évapotranspiration ainsi que la fréquente diminution des précipitations estivales conduisent à un assèchement des sols forts en été, qui ne peuvent plus soutenir l’évapotranspiration ; celle-ci diminue alors.

Ces travaux montrent des conditions de sécheresse plus fréquentes et plus sévères avant même la moitié du 21ème siècle. Les scénarios de sécheresses se déroulent cependant de manière variable Ces scénarios permettront de « tester » les capacités d’adaptation du bassin.

Pourquoi un tel guide et à qui s’adresse cet outil d’aide à la gestion des prairies ?
Véritable outil d’aide à la gestion des prairies, ce guide s’adresse aux éleveurs, aux techniciens, ainsi qu’aux gestionnaires d’espaces naturels qui cherchent à réaliser un diagnostic de l’état d’une prairie en se basant sur l’observation de la flore.
Il propose des pistes de réflexion pour orienter leurs pratiques au regard de la flore indicatrice dans les prairies :
• Comment gérer au mieux mes prairies pour avoir une autonomie fourragère ?
• Comment gérer des espèces dont l’abondance fait craindre des envahissements (Rumex, renoncules…) ?
• Comment faire pour garder une biodiversité et avoir un fourrage de qualité ?
• Comment faire pour maintenir la présence de certaines plantes patrimoniales ?

Son objet principal est de pouvoir faire son propre diagnostic des prairies en fonction des besoins à la parcelle :
• Je définis le type d’une prairie à partir de la flore observée.
Une fiche de terrain permet de classer les espèces observées par groupe écologique (les groupes écologiques sont illustrés). Une clé de détermination basée sur la présence et/ou l’abondance de ces espèces, permet de définir le type de prairie.
• J’évalue son intérêt écologique, sa « valeur patrimoniale » (type de prairie rare ou menacé dans la région, présence potentielle des espèces rares).
Une fois le type de prairie déterminé, la description de ces types dans des fiches permet de se faire une idée sur la valeur patrimoniale « potentielle » de la parcelle évaluée. Il est possible d’affiner le diagnostic en recherchant la flore patrimoniale potentiellement présente sur ce type de prairie.
• J’évalue son « état de santé » en vérifiant la présence et l’abondance de certaines plantes.
Une vingtaine de catégories de plantes indicatrices du bon état agro-écologique des prairies sont illustrées. La prairie est considérée en bon état agro-écologique lorsque, dans chaque tiers d’un transect réalisé à travers la parcelle, au moins 4 plantes indicatrices sont présentes.
• Je comprends quelles sont les pratiques qui permettent de préserver ou d’améliorer l’état de cette prairie.
En comparant les observations de terrain avec la description dans les fiches types des propriétés agroécologiques, il est possible de faire son propre diagnostic en fonction des besoins liés à la parcelle.

Ce guide est téléchargeable sur le site du Conservatoire des Espaces Naturel Champagne -Ardenne.

Ce guide a été rédigé par le Conservatoire d'espaces naturels de Champagne-Ardenne et le Conservatoire Botanique National du Bassin Parisien, en étroite collaboration avec SCOPELA pour les questions plus agricoles, et avec l’œil avisé du PNR de la Forêt d’Orient qui organise depuis quelques années le concours « Prairies fleuries ». Il a bénéficié du soutien financier des agences de l’eau Seine-Normandie, Rhin-Meuse et Rhône-Méditerranée-Corse, et du Conseil Régional de Champagne-Ardenne.

La flore et les végétations liées au monde strictement aquatique sont méconnues tant du point de vue de leur abondance, de leur répartition que de leurs préférences écologiques au regard de leur importance et du degré de menace pesant sur ces milieux. Pour la flore vasculaire et les végétations, les principales causes de méconnaissance sont liées aux difficultés d’identification et aux bases de données incomplètes. En effet, les données restent souvent dispersées entre les structures et inhomogènes entre études, d’où la difficulté pour les compiler. Parallèlement à la flore vasculaire, les connaissances sur les plantes dites inférieures (bryophytes, algues, lichens, champignons) sont encore plus lacunaires, voire quasi-nulles pour certains groupes. Or, deux d’entre eux interagissent davantage avec la flore vasculaire et méritent d’être étudiés conjointement avec elle pour caractériser les végétations aquatiques : les Characées et les bryophytes aquatiques.

Désormais en Europe, les habitats naturels aquatiques se retrouvent au cœur de deux directives de première importance, la directive-cadre sur l’eau (DCE, 2000/60/CE) et la directive Habitats-Faune-Flore (DHFF, 92/43/CEE). L’objectif commun de ces deux directives est de pérenniser ou d’atteindre le bon état écologique ou de conservation des grandes masses d’eau européennes. Néanmoins, la flore et les végétations aquatiques associées sont encore prises en compte de façon très partielle dans les travaux de suivi et d’évaluation des habitats aquatiques. Pourtant, elles constituent des outils remarquables pour suivre et évaluer la qualité des eaux courantes et stagnantes. En effet, les plantes, par leur fixation au milieu, sont capables d’intégrer durant leur croissance les effets des perturbations.
En conséquence, un programme a été lancé sur le bassin Seine-Normandie dont les missions principales concernent l’amélioration et la centralisation des connaissances sur la flore et les végétations aquatiques associées ainsi que l’amélioration des outils de bio-évaluation des écosystèmes aquatiques existants. Ce programme fourni un appui scientifique important au défi 6 du Schéma directeur d'aménagement et de gestion des eaux pour la période2016-2021, celui de la préservation et la restauration des milieux aquatiques et humides.

L’objectif d’amélioration de la connaissance passe par une phase de compilation et d’intégration des données existantes (contemporaines, historiques, herbiers…) et une phase d’acquisition de données floristiques, notamment sur les groupes mal connus de la flore vasculaire et les plantes inférieures, et de données de végétation notamment via des relevés phytosociologiques. L’étude par l’approche phytosociologique de ces milieux permet d’affiner l’identification des cortèges d’espèces indicateurs de l’état des habitats aquatiques et de mieux identifier les secteurs à enjeux.
L’objectif d’amélioration des outils de bio-évaluation est abordé via deux indices : l’indice biologique macrophytique en rivière et en lac avec dans un premier temps la compilation, la confrontation, la validation et l’intégration des relevés issus de ces indices au sein du territoire. Dans un second temps, des indices biologiques macrophytiques en rivière complémentaires seront réalisés sur des stations vierges du réseau DCE pour compléter le réseau. Ces inventaires présentent l’avantage de récolter des informations pertinentes sur l’environnement : trophie, impact physique ou paysager, etc., tout en reliant les structures et fonctions à des cortèges floristiques ou des végétations.

La présente étude concerne 31 unités hydrographiques des 80 présentes sur le bassin Seine-Normandie, soit celles du territoire d’agrément du Conservatoire botanique national du Bassin parisien. Ces unités hydrographiques seront étudiées en deux phases de trois ans et se répartissent sur les directions territoriales suivantes : 12 en Seine francilienne, 7 en Seine-Amont, 6 en Seine-Aval, 4 en Vallées de Marne, 2 en Vallées d’Oise. Les unités hydrographiques seront toutes étudiées suivant le même protocole standardisé présenté dans le rapport méthodologique du programme. La restitution des résultats se matérialisera sous forme de fiches synthétiques par unité hydrographique. Celles-ci présenteront pour la flore et la végétation aquatiques l’état du jeu de données, l’état de la connaissance et des enjeux sur les différents groupes, en particulier les éléments rares, menacés ou exotiques envahissants, les secteurs à enjeux et l’état trophique des cours d’eau via les indices biologiques macrophytiques en rivière.

Guide de lecture des fiches

Protocole d'échantillonage

Unité hydrographique Aisne Moyenne

Unité hydrographique Aisne Vesle Suippe

Unité hydrographique Armançon

Unité hydrographique Aube

Unité hydrographique Avre

Unité hydrographique Bassée Voulzie

Unité hydrographique Blaise

Unité hydrographique Croult

Unité hydrographique Drouette

Unité hydrographique Juine Essonne Ecole

Unité hydrographique Eure amont

Unité hydrographique Loing

Unité hydrographique Marne amont

Unité hydrographique Marne aval

Unité hydrographique Marne Blaise

Unité hydrographique Marne Craie

Unité hydrographique Mauldre Vaucouleurs

Unité hydrographique Morins

Unité hydrographique Orge Yvette

Unité hydrographique Seine Mantoise

Unité hydrographique Seine Supérieure

Unité hydrographique Serein

Unité hydrographique Vesgre

Unité hydrographique Voulzie

Unité hydrographique Yerres

Autres phases : seconde phase 2019-2021

L'indice biologique diatomée (IBD) est un indicateur biologique de la qualité des rivières basé sur des micro-algues brunes siliceuses, les diatomées. Cet indice intervient dans l'évaluation de l'état écologique des masses d'eau cours d'eau. Sur la partie armoricaine de la Normandie, l'IBD apparaît souvent comme le seul facteur déclassant de l'état écologique de rivières pourtant dépourvues de pressions significatives. Ce constat ne se retrouve pas sur la partie sédimentaire de la région. L'étude a pour objectifs de confirmer et préciser la problématique puis d'acquérir une vision plus précise de ce sujet afin de formuler des recommandations opérationnelles concrètes, notamment dans la perspective des prochaines évaluations de l'état des masses d'eau.

La méthodologie de travail consiste dans un premier temps à constituer une base de données physicochimiques et hydrobiologiques (indices, listes floristiques) complète et unifiée, intégrant des données du bassin Loire-Bretagne pour compléter le panel de données armoricaines. A partir de cette base de données sont effectués des analyses et tests statistiques destinés à confirmer et préciser la problématique de départ. Les évolutions des règles d'évaluation (EQR, I2M2) sont ensuite prises en compte pour vérifier si, avec elles, le problème initial se pose de la même manière. Les données physico-chimiques et biologiques sont ensuite mises en relation dans l'objectif d'identifier et d'expliquer une éventuelle réponse différenciée de l'indice à un même niveau de pression selon le contexte hydroécologique (armoricain ou tables calcaires). Enfin, des recommandations pratiques sont attendues en vue des prochains exercices d'évaluation de l'état écologique des cours d'eau.

L'analyse des données issues de la base constituée a permis de valider l'hypothèse d'un IBD plus sévère sur les masses d'eau armoricaines que sur celles des tables calcaires. On observe en particulier une diminution plus rapide de la note IBD sur les masses d'eau armoricaines pour un niveau de contamination faible (nitrites et phosphore notamment). Le nouvel indice invertébrés I2M2 confirme le caractère préservé des masses d'eau armoricaines, même si l'écart de qualité avec la partie sédimentaire de la région semble moins important que ce que ne laissait penser le seul IBG-DCE. En conclusion, il est recommandé de continuer à écarter les IBD moyens des masses d'eau armoricaines, en appliquant une expertise individuelle s'appuyant notamment sur les informations nouvelles apportées par l'I2M2 (probabilités d'altération de la qualité de l'eau).

Cette étude confirme le problème d'un IBD trop sévère sur l'armoricain et apporte une réponse méthodologique concrète directement utile dans la perspective des prochaines évaluations de l'état écologique des masses d'eau cours d'eau.

Il reste encore à expliquer biologiquement cette inadaptation de l'indice diatomées aux masses d'eau armoricaines pour pouvoir à terme améliorer l'indice. Il faudrait aussi s'assurer que l'IBD n'est pas, à l'inverse, trop optimiste sur les masses d'eau des tables calcaires. De la même manière, la bonne adaptation de l'indice macroinvertébrés actuel (IBG-DCE) aux contextes hydroécologiques régionaux pourrait être questionnée.

Parmi les forêts alluviales anciennes de Champagne-Ardenne, celles qui n'ont pas subi d'interruption de leur état boisé au cours des nombreuses années (au moins depuis le XIXème siècle) sont qualifiées de "forêts anciennes". L'intérêt patrimonial des forêts anciennes alluviales a été démontré par plusieurs études récentes (Hermy et al. 1999 ; Berthelot et al. 2005 ; Chevalier et al. 2009). Elles sont reconnues pour être des hauts-lieux de biodiversité, abritant des cortèges faunistiques et floristiques bien particuliers, caractérisés par des espèces à faible capacité de colonisation et par conséquent fragiles et sensibles à l'interruption de l'état boisé. Pourtant nos connaissances sur ces forêts restent très partielles, notamment sur la localisation et les caractéristiques des peuplements qui les composent. C'est l'objet de cette étude qui se propose de tester sur certains secteurs une méthodologie cartographique et d'évaluation de leur état de conservation.

Initiée en 2009, l’étude s'est déroulée en trois phases jusqu'en 2015 selon les secteurs étudiés :
- Phase 1 autour des vallées de la Seine (Bassée entre Nogent et Romilly) et de la Marne (entre Epernay et Châlons) ;
- Phase 2 autour des vallées de l'Aube et affluents (Ravet, Meldançon, Superbe), et de la Marne (entre Saint-Dizier et Vitry-le-François) et du Perthois (Chée, Ornain, Saulx, Vière) ;
- Phase 3 pour finaliser les principales vallées étudiées précédemment (excepté la Marne à l'aval d'Epernay) et actualisées à partir de photographies aériennes plus récentes.

Les résultats confirment la patrimonialité des forêts alluviales anciennes, due aussi bien à leur rareté qu'à leur biodiversité. Actuellement, elles ne représentent que 3 % de la surface des vallées inventoriées et 20 % des forêts subnaturelles actuelles (hors peupleraies) et apparaissent sous la forme de reliquats de faible surface, répartis de façon hétérogène dans le cordon boisé longeant les cours d'eau. Une des raisons principales à cette diminution drastique de surface et au morcellement observé serait le faible taux de boisement de 1830, dont une partie a été convertie en agrosystèmes, tels que les prairies, des cultures ou des peupleraies. Il semble par ailleurs que les forêts anciennes aient été mieux conservées sur les stations les moins humides, les zones plus engorgées ayant probablement été utilisées à des fins agricoles ou populicoles. De nombreuses zones ont été reboisées depuis le XIXème siècle, permettant ainsi de reconnecter les forêts anciennes à une trame boisée. Les forêts alluviales anciennes identifiées selon le protocole sont ainsi des forêts humides potentielles, avec une échelle d'exploitation des cartes issues de cette étude fixée à 1/25 000ème.

Par ailleurs, les résultats mettent en avant la compatibilité de ces forêts avec une gestion durable à condition d'adapter la gestion de manière à les préserver. Les peuplements qui les composent possèdent un potentiel en termes de gestion sylvicole et de biodiversité. Ils seraient valorisés entre autre par un maintien de bois mort sur pied ou au sol, le maintien d'îlots de sénescence, une gestion forestière favorisant un traitement irrégulier (irrégularité de la structure, mélange des essences locales, renouvellement diffus et continu) et le maintien de très gros bois. Des recommandations de gestion doivent être portées à la connaissance des propriétaires et des acteurs locaux, avec une plaquette d'information éditée et des réunions de sensibilisation.

Ces forêts, de par leur stabilité temporelle, font partie intégrante de notre patrimoine historique et culturel, et constituent des réservoirs d'habitats et d'espèces à préserver. Il y est donc important de ne plus y effectuer de défrichement. Or les vallées sont des zones à forte activité économique et pression anthropique où ont lieu fréquemment des changements d'affectation du paysage (développement de carrières, de cultures de maïs, de peupleraies). Ces perturbations modifient et réduisent considérablement la surface de ces forêts. Le changement climatique pourrait avoir des conséquences encore méconnues sur ces habitats. Ainsi, cette étude met en évidence la nécessité de connaître la localisation des forêts alluviales anciennes afin d'établir leur zonage et de l'utiliser comme outil de communication auprès des propriétaires forestiers sur la valeur patrimoniale de ces forêts, mais également comme outil en matière de politique d'aménagement du territoire et de préservation de l'environnement (espaces boisés classés, acquisition foncière, trame verte et bleue...).

La Directive Cadre sur l'Eau (DCE) met la biologie au centre des évaluations de l'état écologique des cours d'eau. Le "bon état écologique" est l'état atteint par une masse d'eau présentant un écart léger par rapport aux conditions de référence sur les paramètres biologiques. Pour cibler au mieux les actions de l'Agence et permettre de répondre aux exigences européennes et nationales en la matière, la connaissance des facteurs contrôlant la qualité biologique des cours d'eau est un enjeu stratégique.

Les origines de la dégradation de la qualité biologique des cours d'eau peuvent être multiples : rejets industriels, urbains, hydromorphologie, pollutions diffuses, débits insuffisants... Afin d'identifier les facteurs de contrôle de la biologie et de les hiérarchiser, cette étude propose une interprétation statistique des structures floro-faunistiques (diatomées/invertébrés/poissons/ macrophytes). Les données biologiques acquises par l'AESN, les DREAL et l'ONEMA sur les stations de surveillance de 2003 à 2009 ont été compilées puis confrontées aux variables "milieux" et "pressions" caractérisant les masses d'eau du bassin (rejets ponctuels, hydromorphologie, occupation des sols, débits…).

Différentes matrices floro-faunistiques ont été constituées :
Matrice 1 : Diatomées/invertébrés/poissons/macrophytes de 2003 à 2007 (31 stations)
Matrice 2 : Diatomées/invertébrés de 2003 à 2007 (405 stations)
Matrice 3 : Invertébrés (variété taxonomique et Groupe Faunistique indicateur) de 2008 à 2009 (265 stations)
Matrice 4 : Listes faunistiques invertébrés de 2003 à 2007 (636 stations).
Matrice 5 : Listes floristiques de diatomées entre 2003-2007 (386 stations)
Matrice 6 : Listes faunistiques macrophytes entre 2003 et 2007 (178 stations)

Chaque matrice a fait l'objet de 4 tests statistiques (analyse en composante principale, analyse factorielle des correspondances, matrice des corrélations de Pearson, analyse inter-classes) intégrant 16 variables "milieux" et "pressions" : surfaces agricoles et urbanisées du lit majeur, ripisylve, rang de Strahler, Indice de Développement et de Persistance des Réseaux (IDPR, indicateur spatial crée par le BRGM), occupation des sols (agriculture, urbanisation, secteurs naturels), module, nombre d'ouvrages sur la masse d'eau, débit mensuel minimum de période de retour 5 ans (QMNA5), état physico-chimique de la masse d'eau amont, altitude, surface du bassin versant, hydroécorégion de rang 1 et 2.

La 1ère analyse réalisée n'a pas permis de montrer de corrélation évidente entre les 4 compartiments biologiques (diatomées /invertébrés /poissons /macrophytes). Les corrélations entre invertébrés et poissons apparaissent les plus significatives tandis que macrophytes et diatomées ne corrèlent pas avec les indices faunistiques. L'analyse conjointe invertébrés/diatomées a mis en évidence une faible corrélation entre ces indices. Des divergences de notes parfois importantes entre IBGN et IBD ont pu être constatées, ceci étant expliqué par le fait que les indices diatomiques sont plus liés à la qualité des eaux qu'à la qualité habitationelle de la station (IBGN).

Outre les facteurs éco-régionaux (HER 1 et 2) issus de la typologie nationale CEMAGREF (2002) qui ressortent fortement de l'ensemble des analyses interclasses réalisées, les variables "milieux" relatives au réseau hydrographique (altitude, surface, Strahler), à l'hydrologie (module, QMNA5) et la variable associant la géologie (IDPR) permettent d'expliquer les notes floro- faunistiques des invertébrés, diatomées, poissons, sauf pour les macrophytes. Ces variables sont elles-mêmes fortement corrélées avec certaines variables "pressions", notamment le taux d'occupation agricole des bassins versants qui s'oppose aux bassins versant naturels avec un faible taux d'occupation agricole. Pour les valeurs indicielles et les relevés faunistiques des IBGN, l'état physico-chimique en amont de la masse d'eau ainsi que le caractère urbain du lit majeur ressortent aussi comme des variables explicatives. Dans certains cas, la présence de ripisylve semble jouer un rôle dans l'explication des peuplements observés.

Par rapport à la typologie proposée par Verneaux (1973), la structure typologique observée pour les IBGN apparaît incomplète, avec des stations amont faiblement représentées, des stations intermédiaires peu caractéristiques et des stations aval très déconnectées des précédentes (absence de continuum) présentant un biocénotype caractéristique de milieux dégradés (dystrophie des milieux et impact des curages et recalibrages). Pour les diatomées et contrairement aux invertébrés, la structure typologique n'est pas très marquée (la plupart des stations et des taxons se regroupent au centre du plan factoriel ce qui indique un faible lien des diatomées avec les différents milieux analysés). De même pour les macrophytes, la plupart des stations et des taxons se regroupent au centre du plan factoriel ce qui indique un faible lien avec les différents milieux analysés.

A partir des résultats obtenus précédemment, il apparait que les facteurs de pressions anthropiques que l'on peut observer dans les différentes écorégions influent différemment et significativement sur les peuplements faunistiques ou floristiques. Si la position hydro-écorégionale est absolument à prendre compte dans la gestion des masse d'eau, il a été montré que les peuplements subissaient une "déflation" sur certaines de leurs caractéristiques biocénotiques en zone agricole plus qu'ailleurs (urbain, forestier, …), ce qui impliquerait, à l'échelle d'une écorégion donnée, que la nature agricole des bassins versant devienne l'un des principaux facteurs à considérer pour la reconquête des milieux.

Une 1ère analyse de résilience a été menée en ce sens pour cartographier les stations qui présenteraient les plus fortes aptitudes de retour à un "bon état écologique", au regard du caractère écorégional et des variables " pressions " et "milieux". Il apparait que sur les 405 stations étudiées (dont 22 % en bon état écologique), 17 % pourraient atteindre assez facilement ce bon état écologique (résilience forte compte tenu de la qualité actuelle des peuplements et des caractéristiques milieux et pressions), 55 % présenteraient une résilience faible pour l'ensemble des compartiments biologiques (et notamment pour les diatomées) et 6 %, une résilience très limitée sur le court et moyen terme.