Deux chercheurs polonais ayant étudié l'effet morphologique, sédimentaire et hydrologique de moulins présents depuis 7 siècles sur une rivière notent que leur abandon s'est traduit par une perte de la capacité de rétention locale d'eau dans les nappes et de la rétention globale d'eau de surface dans le bassin versant. Quand ils ne sont pas étudiés à charge, les milieux des moulins montrent donc de l'intérêt. Des rivières françaises où la continuité dite "écologique" s'est traduite par la quasi disparition de toutes les retenues souffrent aujourd'hui de niveau très bas en été, avec des filets d'eau chaude et souvent polluée. Il faut oublier ces choix douteux, pris sur la base d'informations incomplètes et d'analyses biaisées par des angles plus administratifs et politiques que scientifiques: nous demandons aux gestionnaires de l'eau de respecter les ouvrages et de faire un travail d'analyse hydrologique complète des sites et bassins versants, surtout en vue des changements hydroclimatiques majeurs annoncés pour les prochaines décennies.
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La Struga Rychnowska est une rivière polonaise creusée dans une zone du dégel précoce post-glaciaire, ayant émergé voici 17-18 000 ans. Neuf moulins s'y sont installés, le plus ancien datant du 14e siècle.
Zbigniew Podgórski et Dawid Szatten ont analysé l'héritage sédimentaire et morphologique de ces siècles écoulés, pour comprendre l'influence des moulins et de leurs retenues.
Voici le résumé de leur recherche :
"L'article présente les changements d'un réseau hydrographique résultant de la construction et du fonctionnement de neuf moulins à eau situés dans le bassin versant de la Struga Rychnowska (Pologne). Deux retenues (Bierzgieł et Oleszek) ont été choisies pour une étude détaillée - à la fois avec des origines de bassin et des paramètres morphologiques similaires, mais avec des morphométries, des voies d'acheminement et de rejet d'eau du moulin et des temps de rétention de l'eau différents. Nous avons tenté de reconstruire le cours du processus de sédimentation des dépôts dans les bassins des retenues de moulin sur la base de sources historiques, de documents cartographiques archivés, de travaux sur le terrain et d'analyses en laboratoire (sédimentologie, palynologie et datation au 14 C).
Les études ont permis de déterminer l'ampleur de l'impact anthropique sur l'environnement à partir de l'exemple d'un petit bassin versant, à la fois lorsque les retenues étaient en service et après. Le déclassement des moulins à eau a entraîné un certain nombre de changements importants dans les ressources en eau. Les plus importants d'entre eux sont: la perte de capacité de rétention d'eau dans le bassin versant de la Struga Rychnowska et la baisse du niveau des eaux souterraines à proximité immédiate des anciens réservoirs d'eau. Actuellement, un intérêt renouvelé pour les anciens emplacements des moulins à eau existe, afin de restaurer la rétention d'eau et de les utiliser à des fins de petites centrales hydroélectriques modernes."
La conclusion du travail en précise quelques enseignements :
"Sur la base des résultats des études menées sur les changements de la dynamique et de la nature de la sédimentation dans les retenues de moulin de la Struga Rychnowska (district du lac Chełmno, Pologne), les conclusions suivantes ont été tirées:
1. Les documents d'archives (depuis 1796) et les documents cartographiques modernes - sources historiques contenant des données sur le fonctionnement des moulins à eau - nous ont permis de déterminer les changements dans l'activité économique dans le bassin versant étudié. Ainsi, il a révélé que les modèles d'utilisation des terres agricoles et forestières dans le bassin versant de la Struga Rychnowska étaient insignifiants. L'agriculture domine toujours sur le plateau de la moraine, tandis que la superficie forestière a augmenté dans la zone de sable. Tous les moulins à eau ont été fermés.
2. Les sédiments accumulés dans les retenues de moulin (opérant dans la zone de recherche depuis le 14e siècle) documentent les changements dans le bassin versant pendant le fonctionnement des moulins et après leur fermeture, à condition que les réservoirs conservent la fonction de rétention d'eau. De précieuses sources d'information sur les sédiments déposés sont leurs caractéristiques: composition granulométrique, teneur en carbonate, etc.
3. Les analyses palinologiques et au 14C sont utiles pour étudier la genèse des retenues de moulin. Il a été constaté, entre autres, que les retenues des moulins étaient placés dans des dépressions naturelles du terrain, généralement situées au-dessus des marches se produisant dans les rétrécissements du canal sous-glaciaire, dans lequel coule actuellement la Struga Rychnowska. Dans de tels cas, la formation de retenues était une restitution d'un réservoir d'eau naturel (par exemple, le réservoir d'Oleszek). Cela a été confirmé par l'âge des sédiments les plus jeunes déterminé par la méthode au 14C (530 +/- 45 cal BP – 1420 AD), qui ont été déposés dans le réservoir d'eau naturel en voie de disparition sur le site d'Oleszek. Il s'ensuit que ces sédiments se sont formés environ 300 ans plus tôt, avant que les eaux de la Struga Rychnowska ne soient endiguées à cet endroit pour les besoins du moulin à eau.
4. Des temps de rétention d'eau différents indiquent des conditions de fonctionnement des retenues différentes, bien que leurs emplacements soient dans la même zone de captage.
5. Le rythme et l'avancement du processus de remplissage du bassin avec des sédiments de fond ont été affectés par: le volume de la masse d'eau alimentant les retenues et sa proportion par rapport à la capacité totale du réservoir; les paramètres morphométriques des réservoirs, en particulier la profondeur et la longueur du bassin; l'emplacement par rapport à d'autres éléments du réseau hydrographique directement connectés au moulin à eau (par exemple, canal de dérivation); les fluctuations du niveau d'eau dans la retenue".
Discussion
Les ouvrages hydrauliques humains modifient les rivières et créent des milieux à part entière, qui disposent de leur propre dynamique. Des chercheurs ont pu parler d'états écologiques alternatifs pour désigner le fait qu'une rivière aménagée possède une nouvelle hydrologie, une nouvelle morphologie et une nouvelle biologie. Le cas des moulins et des étangs est particulièrement intéressant, puisque nombre d'entre eux sont encore présents sur les cours d'eau européens — les plus anciens depuis 1000 ans, la plupart depuis 150 à 500 ans. Les bassins versants ont donc ré-ajusté en permanence leur fonctionnement à cette nouvelle donne.
L'information que nous retenons de ce travail de recherche en Pologne concerne la rétention de l'eau. C'est un sujet essentiel pour l'adaptation de l'Europe au changement hydroclimatique. C'est aussi un sujet débattu dans la communauté des experts, avec peu de données, souvent contradictoires et parfois des parfois des préjugés (par exemple Al Domany et al 2020). Ce sujet de la préservation de l'eau étant assez critique pour le cadre de vie local, la société et le vivant, les riverains ne sont pas disposés à accepter des politiques publiques fondées sur des approximations. L'observation faite par Zbigniew Podgórski et Dawid Szatten d'une meilleure rétention d'eau et recharge de nappe quand les moulins sont actifs et leur retenue remplie correspond à ce que l'on observe un peu partout.
Dans la mesure où des petits bassins versants peuvent compter des dizaines de retenues et de bras de dérivation, la question doit être étudiée par des mesures de terrain, pas des principes généraux de manuels. Il est assez évident que l'idéal actuel de continuité écologique en long, défendue par le gestionnaire français, consiste à obtenir des lits à écoulement plus rapides. C'est contradictoire avec l'idée qu'il faut essayer de retenir et diffuser l'eau dans les saisons pluvieuses afin de préparer le cap de l'étiage ou les périodes de sécheresse. C'est d'autant plus problématique que d'autres recherches récentes, allemandes cette fois, avaient montré un phénomène d'incision des lits et de moindres débordements quand on détruit des ouvrages de moulins (voir Maaß et Schüttrumpf 2019). Nous avons déjà relayé les plaintes de riverains consternés par l'effet des destructions d'ouvrages (Vicoin) ou d'ouvertures forcées de vannes (Sèvre nantaise)
Il est donc souhaitable de stopper immédiatement la préconisations d'effacement des ouvrages (qui reste encore prioritaire en 2020 dans les programmations des financeurs publics) et de préférer au contraire un principe de conservation, avec analyse au cas par cas des effets hydrologiques. Les associations de moulins, étangs et riverains veilleront à ce qu'aucun chantier mettant en péril les capacités locales de rétention d'eau ne soit effectué sans mesure et, si besoin, sans compensation au moins équivalente. La loi française engage à la préservation de la ressource en eau, son ignorance peut être un motif de contentieux.
Enfin, il est indigne que la France soit dotée depuis 2006 d'une politique active sur les ouvrages hydrauliques anciens sans la moindre programmation scientifique de leur étude dans les bassins versants, hors le cas quelque peu obsessionnel, et en tout cas assez limité en périmètre d'étude, des seuls poissons migrateurs. Nous dépensons beaucoup d'argent en bureaux d'études privés, à la méthodologie répétitive se bornant à constater que le milieu n'est pas "naturel" ou que l'ouvrage n'est pas franchissable à telle espèce, mais très peu de fonds en recherche académique sur les moulins, étangs, canaux et autres ouvrages anciens. Il est bon de cesser ces programmes administratifs sous-informés et déjà d'acquérir des connaissances robustes, dans une logique multidiscipliniare qui ne se résume au paradigme assez pauvre et aporétique d'une restauration de la rivière du passé.
Référence : Podgórski Z et Szatten D (2020), Changes in the dynamics and nature of sedimentation in mill ponds as an indicator of environmental changes in a selected lake catchment (Chełmińskie Lake District, Poland), Water, 12, 1, 268
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Le bassin étudié et son profil en long.
Zbigniew Podgórski et Dawid Szatten ont analysé l'héritage sédimentaire et morphologique de ces siècles écoulés, pour comprendre l'influence des moulins et de leurs retenues.
Voici le résumé de leur recherche :
"L'article présente les changements d'un réseau hydrographique résultant de la construction et du fonctionnement de neuf moulins à eau situés dans le bassin versant de la Struga Rychnowska (Pologne). Deux retenues (Bierzgieł et Oleszek) ont été choisies pour une étude détaillée - à la fois avec des origines de bassin et des paramètres morphologiques similaires, mais avec des morphométries, des voies d'acheminement et de rejet d'eau du moulin et des temps de rétention de l'eau différents. Nous avons tenté de reconstruire le cours du processus de sédimentation des dépôts dans les bassins des retenues de moulin sur la base de sources historiques, de documents cartographiques archivés, de travaux sur le terrain et d'analyses en laboratoire (sédimentologie, palynologie et datation au 14 C).
Les études ont permis de déterminer l'ampleur de l'impact anthropique sur l'environnement à partir de l'exemple d'un petit bassin versant, à la fois lorsque les retenues étaient en service et après. Le déclassement des moulins à eau a entraîné un certain nombre de changements importants dans les ressources en eau. Les plus importants d'entre eux sont: la perte de capacité de rétention d'eau dans le bassin versant de la Struga Rychnowska et la baisse du niveau des eaux souterraines à proximité immédiate des anciens réservoirs d'eau. Actuellement, un intérêt renouvelé pour les anciens emplacements des moulins à eau existe, afin de restaurer la rétention d'eau et de les utiliser à des fins de petites centrales hydroélectriques modernes."
La conclusion du travail en précise quelques enseignements :
"Sur la base des résultats des études menées sur les changements de la dynamique et de la nature de la sédimentation dans les retenues de moulin de la Struga Rychnowska (district du lac Chełmno, Pologne), les conclusions suivantes ont été tirées:
1. Les documents d'archives (depuis 1796) et les documents cartographiques modernes - sources historiques contenant des données sur le fonctionnement des moulins à eau - nous ont permis de déterminer les changements dans l'activité économique dans le bassin versant étudié. Ainsi, il a révélé que les modèles d'utilisation des terres agricoles et forestières dans le bassin versant de la Struga Rychnowska étaient insignifiants. L'agriculture domine toujours sur le plateau de la moraine, tandis que la superficie forestière a augmenté dans la zone de sable. Tous les moulins à eau ont été fermés.
2. Les sédiments accumulés dans les retenues de moulin (opérant dans la zone de recherche depuis le 14e siècle) documentent les changements dans le bassin versant pendant le fonctionnement des moulins et après leur fermeture, à condition que les réservoirs conservent la fonction de rétention d'eau. De précieuses sources d'information sur les sédiments déposés sont leurs caractéristiques: composition granulométrique, teneur en carbonate, etc.
3. Les analyses palinologiques et au 14C sont utiles pour étudier la genèse des retenues de moulin. Il a été constaté, entre autres, que les retenues des moulins étaient placés dans des dépressions naturelles du terrain, généralement situées au-dessus des marches se produisant dans les rétrécissements du canal sous-glaciaire, dans lequel coule actuellement la Struga Rychnowska. Dans de tels cas, la formation de retenues était une restitution d'un réservoir d'eau naturel (par exemple, le réservoir d'Oleszek). Cela a été confirmé par l'âge des sédiments les plus jeunes déterminé par la méthode au 14C (530 +/- 45 cal BP – 1420 AD), qui ont été déposés dans le réservoir d'eau naturel en voie de disparition sur le site d'Oleszek. Il s'ensuit que ces sédiments se sont formés environ 300 ans plus tôt, avant que les eaux de la Struga Rychnowska ne soient endiguées à cet endroit pour les besoins du moulin à eau.
4. Des temps de rétention d'eau différents indiquent des conditions de fonctionnement des retenues différentes, bien que leurs emplacements soient dans la même zone de captage.
5. Le rythme et l'avancement du processus de remplissage du bassin avec des sédiments de fond ont été affectés par: le volume de la masse d'eau alimentant les retenues et sa proportion par rapport à la capacité totale du réservoir; les paramètres morphométriques des réservoirs, en particulier la profondeur et la longueur du bassin; l'emplacement par rapport à d'autres éléments du réseau hydrographique directement connectés au moulin à eau (par exemple, canal de dérivation); les fluctuations du niveau d'eau dans la retenue".
Discussion
Les ouvrages hydrauliques humains modifient les rivières et créent des milieux à part entière, qui disposent de leur propre dynamique. Des chercheurs ont pu parler d'états écologiques alternatifs pour désigner le fait qu'une rivière aménagée possède une nouvelle hydrologie, une nouvelle morphologie et une nouvelle biologie. Le cas des moulins et des étangs est particulièrement intéressant, puisque nombre d'entre eux sont encore présents sur les cours d'eau européens — les plus anciens depuis 1000 ans, la plupart depuis 150 à 500 ans. Les bassins versants ont donc ré-ajusté en permanence leur fonctionnement à cette nouvelle donne.
L'information que nous retenons de ce travail de recherche en Pologne concerne la rétention de l'eau. C'est un sujet essentiel pour l'adaptation de l'Europe au changement hydroclimatique. C'est aussi un sujet débattu dans la communauté des experts, avec peu de données, souvent contradictoires et parfois des parfois des préjugés (par exemple Al Domany et al 2020). Ce sujet de la préservation de l'eau étant assez critique pour le cadre de vie local, la société et le vivant, les riverains ne sont pas disposés à accepter des politiques publiques fondées sur des approximations. L'observation faite par Zbigniew Podgórski et Dawid Szatten d'une meilleure rétention d'eau et recharge de nappe quand les moulins sont actifs et leur retenue remplie correspond à ce que l'on observe un peu partout.
Dans la mesure où des petits bassins versants peuvent compter des dizaines de retenues et de bras de dérivation, la question doit être étudiée par des mesures de terrain, pas des principes généraux de manuels. Il est assez évident que l'idéal actuel de continuité écologique en long, défendue par le gestionnaire français, consiste à obtenir des lits à écoulement plus rapides. C'est contradictoire avec l'idée qu'il faut essayer de retenir et diffuser l'eau dans les saisons pluvieuses afin de préparer le cap de l'étiage ou les périodes de sécheresse. C'est d'autant plus problématique que d'autres recherches récentes, allemandes cette fois, avaient montré un phénomène d'incision des lits et de moindres débordements quand on détruit des ouvrages de moulins (voir Maaß et Schüttrumpf 2019). Nous avons déjà relayé les plaintes de riverains consternés par l'effet des destructions d'ouvrages (Vicoin) ou d'ouvertures forcées de vannes (Sèvre nantaise)
Il est donc souhaitable de stopper immédiatement la préconisations d'effacement des ouvrages (qui reste encore prioritaire en 2020 dans les programmations des financeurs publics) et de préférer au contraire un principe de conservation, avec analyse au cas par cas des effets hydrologiques. Les associations de moulins, étangs et riverains veilleront à ce qu'aucun chantier mettant en péril les capacités locales de rétention d'eau ne soit effectué sans mesure et, si besoin, sans compensation au moins équivalente. La loi française engage à la préservation de la ressource en eau, son ignorance peut être un motif de contentieux.
Enfin, il est indigne que la France soit dotée depuis 2006 d'une politique active sur les ouvrages hydrauliques anciens sans la moindre programmation scientifique de leur étude dans les bassins versants, hors le cas quelque peu obsessionnel, et en tout cas assez limité en périmètre d'étude, des seuls poissons migrateurs. Nous dépensons beaucoup d'argent en bureaux d'études privés, à la méthodologie répétitive se bornant à constater que le milieu n'est pas "naturel" ou que l'ouvrage n'est pas franchissable à telle espèce, mais très peu de fonds en recherche académique sur les moulins, étangs, canaux et autres ouvrages anciens. Il est bon de cesser ces programmes administratifs sous-informés et déjà d'acquérir des connaissances robustes, dans une logique multidiscipliniare qui ne se résume au paradigme assez pauvre et aporétique d'une restauration de la rivière du passé.
Référence : Podgórski Z et Szatten D (2020), Changes in the dynamics and nature of sedimentation in mill ponds as an indicator of environmental changes in a selected lake catchment (Chełmińskie Lake District, Poland), Water, 12, 1, 268
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