mercredi 15 juillet 2015

15 juillet 2015 - Vous avez dit canicule ?

Les températures de l'air 
En ce début du mois de juillet 2015, de fortes températures ont touché une grande partie de la France. La vallée du haut-Allier n'a pas échappé à cette canicule comme en témoignent les enregistrement des deux sondes de températures de l'air localisées au bord de la rivière Allier, à Luc (Lozère) et à Chanteuges (Haute-Loire) (Fig. 1).

Figure 1 : Températures de l'air relevées au Luc (48) et à Chanteuge (43) entre le 1er et le 7 juillet 2015.
Qu'en est-il des températures de l'eau de l'Allier ?
L'exploitation des données collectées par les sondes placées sur l'Allier, entre le 28/06 et le 6/07/2015, témoigne de l'artificialisation des régimes thermiques liée au lâchers d'eau froide par le réservoir de Naussac. Cet ouvrage, avec le barrage de Villerest sur la Loire (voir le lien), a pour fonction de maintenir un débit minimal pour faire face à la nécessité de refroidissement du parc électro-nucléaire de la Loire moyenne.
  1. En amont du réservoir, les températures de l'Allier varient de 19 à 24 °C (moy 22.6°c), alors que le débit moyen journalier est très faible (1 à 1.5 m3/s à Langogne) (Fig. 2) ;
  2. Libérant un débit de l'ordre de 10-11m3/s pour soutenir l'étiage de la l'Allier et de la Loire, le réservoir de Naussac est responsable d'un très fort refroidissement des eaux du haut-Allier (exutoire de Naussac : moy 10.7°C) et d'une augmentation brutale de son débit (10 à 12 m3/s). Ces eaux froides résultent de la stratification thermique qui se produit dans les réservoirs (les eaux les plus denses - 4°C - se concentrant près du fond) et du fait que Naussac libère des eaux prélevées en profondeur. Le régime thermique (variations cyclique journalière) est quant à lui profondément désorganisé par l'artificialisation du débit ;
  3. A l'aval, la température de l'eau se réchauffe très progressivement : (1) elle est encore très faible à Saint-Etienne-du-Vigan, 5 km en aval de la restitution de Naussac (moy 12.1°C) ; (2) elle est de 15.7°C à Alleyras, à l'entrée du réservoir de Poutès, 36 km en aval de la restitution de Naussac ; (3) elle n'est en moyenne que de 19.6°C à Prades (61 km en aval de la restitution), c'est à dire très nettement plus fraîche que sur l'Allier en amont de Langogne.
Figure 2 : Artificialisation de la température de l'eau du haut-Allier en lien avec la restitution d'eau froide par le réservoir de Naussac (courbe bleue).
Le positionnement des températures moyennes de la journée du 5 juillet 2015 en fonction de la distance  à la source permet d'illustrer  la distance sur laquelle le réservoir impacte la température de l'Allier puisqu'à Prades l'écoulement n'a pas encore retrouvé sa température estivale normale (Fig. 3).

Figure 3 : Évolution amont-aval de la température de l'eau de l'Allier le 5 juillet 2015 mettant en évidence (1) le fort refroidissement lié à l'appport d'eau très froide du réservoir de  Naussac, (2) la très progressive et incomplète remontée de la température de l'eau vers l'aval (le code de couleur des stations est le même que sur la Figure 2).
Qu'en est-il des températures de l'eau dans le TCC de Poutès pendant le même épisode caniculaire ?

Le TCC est actuellement équipé de 5 thermographes enregistrant la température de l'eau et d'un thermographe dans l'air. Contrairement aux autres sites du haut-Allier où les équipements ont été désintallés, la campagne de suivi des températures va être poursuivie pendant toute la durée des opérations de restauration. Le thermographe TCC0 est situé juste sous le barrage. Le TCC4 est en amont du camping de Monistrol.

Figure 4 : Localisation des thermographes dans le TCC de Poutès (cliché IGN Géoportail). Le TCC3 a été ajouté à l'issue de la campagne de terrain de juillet 2015.
 Les données de juillet 2015 montrent que : (1) la retenue de Poutès réchauffe sensiblement la température de l'Allier (de l'ordre de +2.2°C), le débit déversé en aval du barrage étant d'environ 50% de celui entrant dans la retenue (11.5 m3/s devenant 5 m3/s) ; le débit complémentaire est détourné de l'ancien lit et turbiné à l'usine EDF de Monistrol-d'Allier ; (2) la retenue altère profondément le régime thermique tel qu'il existe à Alleyras, son amplitude étant fortement amoindrie (lâcher d'eau de surface plus tempérée) (voir Fig. 5 haut).

Figure 5 : Evolution amont-aval des températures dans le TCC de Poutès.
  •   Dans le TCC (Fig. 5 bas), les températures de TCC1 (650 mètres en aval du barrage) collent à la courbe de TCC0, montrant ainsi que la température n'a que fort peu évolué depuis le barrage. 
  • Au capteur TCC2 (2.450 km sous le barrage), la température a retrouvé une forte amplitude thermique, indiquant que les vastes mouilles que séparent les rapides jouent un rôle particulièrement important pour permettre le réchauffement de l'eau, sans pour autant que les valeurs minimales ne soient plus basses qu'à la sortie du barrage. 
  • Au capteur TCC4 (Monistrol), le régime thermique présente à la fois une plus faible variabilité thermique, mais aussi un décalage temporel et aplatissement de ses creux et pics. La question doit être approfondie, mais il s'agit là très vraisemblablement de l'effet sur la thermie des eaux des très grandes mouilles localisées dans la partie aval du TCC (augme,ntation du temps de résidence de l'eau et de sa capacité à se réchauffer). Pour tenter de mieux maîtriser ce qui se passe dans cette zone, un capteur supplémentaire (TCC3, voir Fig. 4) a été implanté dans le secteur des grandes mouilles, à l'occasion de la campagne de terrain de juillet 2015.
La figure 6 montre le réchauffement de l'eau dans la retenue de Poutès, puis dans le TCC. On note, en particulier, la plus forte amplitude thermique du capteur TCC2 par rapport aux autres capteurs, qui reste elle-aussi à expliquer.
Figure 6 : Evolution amont-aval dans le TCC de la température de l'eau. Alleyras est en amont de la retenue ; TCC0 est localisé au pied du barrage.




samedi 11 juillet 2015

6-10 juillet 2015 - Campagne hydroélecologique dans le TCC de Poutès et suivi de la qualité de l'eau dans le haut bassin de l'Allier

L'équipe de GEOLAB était sur le terrain pour la 4ème campagne hydroécologique préalablement à l'arasement partiel et à la reconfiguration de l'aménagement hydroélectrique de Poutès. Au cours de cette campagne les travaux suivants ont été réalisés :
  1. Échantillonnage des cinq stations hydroécologiques du suivi (diatomées et invertébrés benthiques) dans des conditions d'eau très froide malgré la canicule. On doit cette eau particulièrement froide au fort soutien d'étiage du barrage de Naussac qui délivre 10-11 m3/s quotidiennement pour obtenir un débit de 15 m3/s sur l'Allier à la station hydrométrique de Vic-le-Comte.
  2.  Collecte des données de température de l'eau dans le haut-bassin versant de l'Allier (une trentaine de points de mesure). Près de 14 mois de données étaient enregistrées  et plus de 300.000 valeurs de température de l'eau et de l'air ont été collectées à cette occasion. La campagne de mesure est un grand succès car seul deux thermomètres ont manqué à l'appel au moment de la collecte (l'un vandalisé, l'autre défectueux), et encore dans des situations géographiques non problématiques pour la cohérence de l'étude. Après un cycle hydrologique d'enregistrement, les thermomètres ont été enlevés. En revanche, dans le cadre de l'étude d'impact de Poutès, l'équipement du TCC a été maintenu et même renforcé (voir Fig. 4 article du 15/7/2015).
  3. Échantillonnage et mesure in situ de paramètres physico-chimiques de l'eau de l'Allier et de ses principaux affluents. Au droit de toutes les stations de mesure de la température, des échantillons d'eau ont été collectés, la température, la conductivité, le pH et l'oxygène dissous dans l'eau mesurés. La sonde BenthoTorch qui mesure la densité de chlorophylle 'a' sur les galets a été utilisée sur tout le haut-Allier (Allier et affluents) afin de quantifier si des variations spatiales du biofilm algal existent et éventuellement d'établir des liens avec la qualité de l'eau. 
Plus accessoirement, cette campagne de terrain a été  l'occasion de déranger cinq vipères, d'observer un jeune cerf balader deux chiens, et de délivrer une jeune renarde prise dans un collet.