Association pour la Défense de la Qualité de Vie dans les Vallées de la Céphons et du Nahon.
10 rue Pascal Réchaussat - 36110 Moulins sur Céphons
Une réalisation sps2i
Etat des lieux
D’une manière générale, les cours d’eau transportent chaque année, une grande quantité de sédiments [Le curage des sédiments des cours d'eau. Grégoire Schneider. INRA-ME&S]. Le dépôt de tels sédiments provoque l'envasement des cours d'eau, des canaux, et des plans d'eau. Ce phénomène tout à fait naturel est accentué par une topographie plane, de faibles débits, les processus d'érosion, ainsi que par les rejets industriels et urbains.
Autrefois, les cours d'eau étaient entretenus par les riverains. Ce qui n’est plus le cas de nos jours, la valorisation du bois issu de l'entretien des berges ne présente plus d'intérêt économique et les travaux d'entretien sont devenus coûteux. Par ce manque d’entretien, l’envasement des cours d'eau se développe :
- les capacités d'écoulement se réduisent et des risques d'inondation des terrains riverains apparaissent, avec l'envasement progressif du lit ;
- la dégradation des fonctions biologiques des cours d'eau, associée à une perte de la biodiversité (disparition des frayères et des fonctions épuratrices) conduit à la détérioration de la qualité de l'eau ;
La présence de matières toxiques et de substances polluantes dans les sédiments aggrave la situation. Le curage constitue alors une opération de restauration, d'entretien voire d'assainissement indispensable à la prévention des risques d'inondation et à la restauration du milieu naturel.
Nature des sédiments
Le sédiment est un matériau issu de l'érosion, transporté et déposé par le cours d'eau, et n'ayant pas encore subi de diagénèse.
Les sédiments sont constitués d’éléments minéraux et d’éléments organiques.
- Les éléments minéraux
La composition minérale des sédiments est différente selon leur provenance :
- les blocs, les cailloux, les graviers et les sables sont des sédiments terrigènes, c'est- à-dire, issus de l'érosion des sols ; leur nature chimique dépend essentiellement des terrains érodés ;
- les sables sont essentiellement quartzeux (silice SiO2) ou silicatés (mica, feldspath), souvent accompagnés de minéraux lourds (amphiboles, grenats, disthène…) qui dépendent de la nature des sols érodés. On trouve aussi des sables calcaires (par exemple : les sables de la Seine) ;
- les particules les plus fines, limons, boues et vases, sont composées de minéraux argileux d'origine terrigène, et aussi des squelettes d'organismes d'origine endogène.
- Les éléments organiques
La proportion de matière organique dans la matière sèche des sédiments varie entre 90 %, dans le cas de la tourbe, et 2 % pour les sables de rivière.
La composition de cette matière organique est généralement identique d'un type de sédiment à un autre.
En général, la proportion de matière organique est de l'ordre de 2 à 10 % pour les sédiments des cours d’« eaux vif » et elle est constituée à 60 % de composés humiques.
Origine des sédiments
Les sédiments ont principalement deux origines : endogène, ou exogène.
- l'origine endogène de la sédimentation provient de la production autochtone du milieu. Cette production primaire engendre des débris de macrophytes (plantes aquatiques, microphytes et cadavres d'animaux) ;
- l'origine exogène vient d'un apport de matières allochtones. Celles ci sont issues du ruissellement des fleuves, des effluents ou de l'atmosphère. Cet apport peut être d'origine naturelle (érosion des sols, décomposition de la matière végétale), ou anthropique (apports de matière en suspension, de matières organiques, de nutriments ou de micropolluants en raison des rejets agricoles, industriels et domestiques).
La contamination des sédiments
Le phénomène d'envasement est amplifié par les apports anthropiques et les effets de l'érosion (dus notamment à des opérations de remembrement qui ont entraîné la destruction des haies et des talus).
La contamination des sédiments est principalement due aux rejets industriels et urbains. Les polluants à l'origine de cette contamination sont généralement classés en trois grands groupes :
- Les éléments nutritifs
On distingue entre autres, le phosphore et des composés azotés comme l'ammoniaque. Ils proviennent des rejets d'eaux usées urbaines et d'effluents agricoles et industriels. Ils sont à l'origine de l'eutrophisation des milieux ;
- Les métaux lourds
Ils se retrouvent souvent à l'état de traces, indispensables au métabolisme pour la plupart (sauf le plomb, le mercure et le cadmium.) Une fois un seuil de tolérance dépassé, les métaux lourds sont considérés comme toxiques. Ils sont alors incompatibles avec les phénomènes vitaux et certains d'entre eux ont des propriétés cancérigènes et mutagènes.
Les principaux métaux lourds sont le cadmium, le chrome, le cuivre, le plomb, le mercure, le nickel, le sélénium, l'arsenic (métalloïde) et d'autres éléments spécifiques au passé industriel (argent).
Les métaux lourds peuvent être fixés sur les particules minérales et les matières organiques des sédiments.
Les métaux peuvent précipiter sous des formes plus ou moins insolubles d'oxydes, d'hydroxydes, de carbonates, de phosphates, ou de sulfures.
Les métaux lourds, en équilibre avec l'eau interstitielle, sont généralement piégés dans le sédiment. Mais la moindre perturbation de l'environnement peut remobiliser les métaux.
- Les micropolluants organiques
Ils représentent le troisième grand groupe de contaminants (les hydrocarbures polycycliques aromatiques (HAP), les pesticides et les solvants chlorés).
Ces éléments sont souvent très toxiques, solubles ou adsorbés sur les matières en suspension. Ils peuvent poser problème lors de l'extraction des sédiments.
L’extraction des sédiments
Les facteurs qui poussent à envisager le curage d'un cours d'eau sont liés soit à des considérations hydrauliques, soit à l'entretien et à la restauration du milieu.
Les principaux signes de dysfonctionnement sont :
- des inondations dues à l'envasement et à l'encombrement du lit ;
- la navigation gênée ou rendue impossible par l'envasement ;
- l'envahissement du lit d'un cours d'eau par la végétation des berges ;
- la prolifération d'algues et de plantes aquatiques ;
- l'encombrement du lit par des dépôts divers (flottants, encombrants, vase affleurante…);
- la divagation du cours d'eau ;
- l'effondrement des berges.
Le curage n'est pas toujours la meilleure solution pour résoudre le problème. C'est pourquoi il est nécessaire lors de ces phases préliminaires d'envisager d'autres solutions possibles, en fonction des causes identifiées :
- restauration de conditions hydrodynamiques permettant un autocurage des sédiments :
débroussaillage, faucardage,
restauration d'ouvrages hydrauliques (vannes…),
émolition d'infrastructures gênant l'écoulement,
enlèvement d'embâcles…
- traitement des sédiments par des méthodes biologiques in situ ;
- aération dans le but d'éviter des réactions de fermentation anaérobie pouvant provoquer le dégagement d'odeurs nauséabondes.
- L’opération de curage
Le curage est destiné à limiter l'engorgement du lit, à contrôler les zones de dépôt et à éviter le détournement du flux. Mais il peut entraîner un bouleversement majeur du cours d'eau par destruction du lit, des substrats et des végétaux présents, par modification des flux et par suppression de la surface du sédiment. Cette surface, interface eau/sédiment, est le siège d'un grand nombre de réactions chimiques et biologique participant à l'auto-épuration du milieu et à la protection des nappes phréatiques.
La suppression de cette interface eau/sédiment peut contribuer à la pollution de la nappe alluviale par les eaux de rivière qui ne sont plus filtrées par les sédiments et par la microflore bactérienne qui s'y trouve.
C'est pourquoi le curage des sédiments doit se faire selon des orientations bien précises :
- le curage ne sera réalisé que lors d'engorgements excessifs du cours d'eau. Il sera évité lorsque les dépôts sont limités et ne présentent de conséquence ni sur l'écoulement du chenal central ni sur la stabilité des berges,
- le curage ne doit jamais être envisagé sur une grande échelle, mais programmé par secteurs limités et prioritaires,
- les opérations de curage seront menées en considérant prioritairement les chenaux centraux d'écoulement et seront limitées voire absentes à proximité des berges. Il sera toujours laissé des zones de substrat fin,
- avant toute opération de curage, il sera établi si les dépôts ne sont pas une réponse à une largeur excessive du cours d'eau et si le profil transversal de celui-ci est en adéquation avec le régime hydraulique,
- ans certains cas, les boues de curage ne seront pas étalées sur les berges pour éviter l'enrichissement et l'exhaussement de celles-ci.
- Les techniques de curage
Après une autre série d'inventaires (flore aquatique, amphibiens, inventaire hydrobiologique), les opérations de curage peuvent s'engager. Il existe trois techniques traditionnelles de curage : mécanique, hydraulique et pneumatique (cette dernière technique ne sera pas abordée par la suite, dans la mesure où elle est utilisée essentiellement dans les ports maritimes et par conséquent ne concerne pas la Céphons).
Le curage mécanique :
Ce type de curage réalisé à partir d'engins à godets qui opèrent soit depuis les berges (pelle mécanique), soit depuis la surface (pelle sur pontons, dragues à godets…), est employé dans la plupart des cas pour l'extraction des sédiments graveleux et non contaminés. Cette technique est à déconseiller pour les sédiments organiques fins car le curage mécanique peut engendrer, dans certains cas, une grande remobilisation des sédiments en place. Des polluants contenus dans les sédiments peuvent ainsi se trouver en suspension à nouveau.
Le curage hydraulique
Un des grands avantages de ce type de curage est la faible remise en suspension des sédiments. En revanche ce type de curage engendre de grands volumes d'eau avec les sédiments extraits (un volume de sédiment pour trois volumes d'eau). Il faut donc prévoir un ou plusieurs bassins de décantation en aval de l'extraction, et un dispositif de rejet des eaux.
Le problème des boues de curage des cours d'eau lorsque les sédiments contiennent des éléments toxiques
Jusqu'à ces dernières années, l'usage voulait que les boues issues des curages de cours d’eau fussent étalées sur les terres agricoles riveraines, car on leur prêtait des qualités fertilisantes. Or, on décèle de plus en plus souvent la présence de métaux lourds toxiques dans la vase. A plusieurs occasions, il a fallu abattre des animaux intoxiqués par l'herbe des pâtures où des boues de curage avaient été épandues. On observe de plus en plus couramment des teneurs anormales en zinc, plomb, nickel, cadmium, chrome, cuivre voire en mercure et autres métaux lourds, très toxiques pour les végétaux, les animaux et les hommes. Ce problème est d'envergure nationale, puisque plus de 20 départements seraient concernés par des situations inquiétantes de pollution des produits de curage (d'après une enquête menée par le conseil général du Génie rural des eaux et forêts).
Curage : le curage consiste à enlever les sédiments qui s'accumulent dans le lit des cours d'eau, dans les zones où le courant se ralentit brutalement ou lorsque la charge solide excède occasionnellement ce que la capacité de transport permet d'évacuer.
Zone d'un biotope aquatique d'eau douce ou marin qui constitue le lieu de reproduction (fécondation et ponte) de telle ou telle espèce de poisson.
