Place publique #3
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Voici comment on va guérir l’estuaire


TEXTE > Martine Staebler


Résumé > Au début des années 1990, un consensus s’est fait sur le mauvais état de l’estuaire, causé par les multiples interventions humaines pour qu’il reste navigable. Il a fallu accumuler de vastes connaissances scientifiques sur ce milieu fragile et mal connu avant de bâtir des scénarios de remise en état. C’est finalement un scénario prudent qui a emporté la décision, au nom du principe de précaution et d’une modestie dont les aménageurs n’avaient pas fait preuve jusque-là.


Dans les années 1990, l’état de santé de l’estuaire est vraiment devenu préoccupant pour les décideurs.
Plusieurs phénomènes rendaient insatisfaisant le fonctionnement du fleuve et de son estuaire :
• Le marnage s’est considérablement amplifié par l’abaissement du niveau d’eau des basses mers, trois mètres de moins à Nantes qu’il y a un siècle. Le point extrême de remontée de l’onde de marée se trouve à Anetz, 30 km en amont de Nantes. Cette section, auparavant typiquement fluviale, est devenue « marnante » en période de vives eaux et faibles débits.
• Le sel accompagne cette pénétration accrue de l’onde de marée dans l’estuaire. La prise d’eau potable a dû être déplacée de Nantes à Mauves (elle se trouve, aujourd’hui, complètement à l’abri). Cette remontée des salinités menace toujours les prises d’eau pour l’agriculture et les marais.
• L’augmentation du volume et de l’extension du bouchon vaseux perturbe les conditions de vie des organismes vivants ; ces modifications contraignent fortement les activités des milieux naturels. De plus, elles rendent difficilement supportable la charge financière annuelle des dragages des chenaux et des souilles qui s’envasent.
• L’accélération des courants due au volume d’eau plus important oscillant dans l’estuaire est autant de risques pour la tenue des berges et des ouvrages. Par ailleurs, les pratiques de chenalage des bateaux sont rendues plus compliquées.
• La réduction ou la disparition des zones humides, en particulier les vasières (premiers espaces touchés par les aménagements passés de rectification du chenal) met en danger le potentiel piscicole et halieutique ainsi que la richesse de l’avifaune. La biodiversité est diminuée.

On vit alors l’époque des premières interrogations et des premiers rapports : quelles sont les causes de cette situation ? Va-t-elle perdurer ? Est-il possible de trouver des solutions ?
Il n’est pas question de détailler ici l’histoire des aménagements de la Loire qui ont conduit à cette situation. Néanmoins, une rétrospective historique rapide des grandes doctrines mises en œuvre au cours des deux siècles passés éclaire les constats.
L’estuaire de la Loire comme les autres estuaires, est un axe de pénétration privilégié dans les continents. La Loire se devait donc d’être navigable malgré les difficultés propres à cet estuaire difficile à aménager. Le port de Nantes en dépendait.

L’homme a provoqué des déséquilibres durables
Les différentes doctrines se sont donc succédé. D’abord, au 19e siècle, la doctrine du resserrement tendant à projeter le fleuve vers la mer par un chenal unique. C’est une période de « chenalisation » : comblement de bras et suppression des îles, construction des digues longitudinales. C’est un échec. À la fin du 19e siècle, la construction du canal latéral double la partie intermédiaire de l’estuaire. Le fleuve est dépossédé de sa fonction de voie navigable. Mais l’évolution des techniques de construction et de motorisation autorise des bateaux plus gros, avec des tirants d’eau plus importants. Le canal devient rapidement obsolète. Il en subsistera, pour les générations futures, un patrimoine historique hydraulique exceptionnel.
Enfin au 20e siècle, la doctrine de l’ouverture repose sur le principe suivant : faire remonter et conserver l’énergie de la marée le plus loin possible vers l’amont. Pour que Nantes reste un port maritime, il fallait que la mer remonte jusqu’à ses quais. Trois actions sont conjuguées : donner à l’estuaire une forme en entonnoir ; creuser le chenal et limiter les frottements latéraux ; réaliser un bassin de marée en amont de Nantes pour faciliter l’auto dragage. Ces profondes transformations dans la géométrie du fleuve, tant latéralement que longitudinalement, ont eu des conséquences lourdes sur le fonctionnement de la Loire et de son estuaire, provoquant des déséquilibres durables. Au cours du siècle dernier, auront été extraits plus de 450 millions de m3 de sédiments du fond du lit, quatre fois plus que ce que la Loire pouvait apporter naturellement.
Les constats sont établis, les diagnostics partagés, reste à répondre à la question : que faire ?
Pour poursuivre les investigations, il fallait construire un véritable outil de simulation qui reproduise au plus juste le fonctionnement de la Loire et son estuaire, aujourd’hui, mais surtout demain. Il fallait être prospectif. Un modèle physique (ou modèle réduit) pouvait être envisagé. Mais l’enjeu était d’appréhender l’estuaire sur les 140 km de parcours de la Maine à la mer dans l’ensemble de ses composantes (hydrauliques, sédimentaires, morphologiques) ; ce qui complexifiait considérablement l’exercice et rendait inopérant un tel modèle physique. Les élus des collectivités estuariennes ont préféré une modélisation mathématique qui reproduise les grands paramètres estuariens, simule leurs évolutions et donne la possibilité de tester plusieurs propositions de restauration, voire de les combiner.

Réfléchir ensemble
De 1995 à 2000, le premier programme d’études s’engage donc sur cette base, de façon partenariale, avec le concours des différents acteurs économiques, politiques et institutionnels du territoire : l’État qui s’investit fortement, le Port et les collectivités territoriales regroupés au sein de l’Association communautaire de l’estuaire de la Loire, l’ACEL. Pour la première fois dans l’estuaire, on décide de réfléchir et de rechercher ensemble. La démarche fut grandement facilitée par la mise en place d’une maîtrise d’ouvrage des études, extérieure aux enjeux locaux, l’Agence de l’eau Loire Bretagne. Dix ans plus tard, cette volonté de travail en commun ne s’est jamais démentie.
Cet engagement est à porter au crédit d’une communauté estuarienne qui affirme ici en même temps sa réalité et la réalité de l’estuaire, un paradoxe pour ce territoire méconnu, souvent ignoré, difficilement appréhendable.
L’estuaire de la Loire est privilégié dans la carte politique locale car il est situé dans une seule région, celle des Pays de la Loire, et, en quasi totalité, dans un même département, la Loire- Atlantique. Il se trouve enfin encadré par deux grandes villes, Nantes et Saint-Nazaire, ne formant qu’une seule métropole. Le consensus recherché sur le devenir de la Loire était donc plus facile à construire que dans les autres estuaires français partagés entre plusieurs départements (rive gauche/rive droite et amont/aval) et appartenant à des régions distinctes.
Mais la carte géographique est vaste. L’estuaire situé à la fin d’un parcours de 1012 km depuis le mont Gerbier-de-Jonc reçoit les eaux du plus grand bassin versant français couvrant 20 % du territoire national. Cette situation nécessite et nécessitera, de manière de plus en plus évidente, de réaffirmer la solidarité amont/aval.
Ce premier programme de « modélisation prospective », mené de 1995 à 2000, a été suivi par un second volet : les Études prospectives aval, de 2000 à 2006, successivement inscrites dans les deux premiers Plans Loire grandeur nature 1. Le troisième plan Loire de 2007 à 2013 verra se concrétiser la mise en place des premiers volets du scénario de restauration retenu pour l’estuaire. Depuis 2000, la maîtrise d’ouvrage de ces études prospectives est confiée au GIP Loire Estuaire.


Comprendre avant d’agir

L’originalité de cette communauté estuarienne qui se construit est le souci permanent de connaissances. Il faut savoir, connaître, comprendre avant d’intervenir. Les données étaient rares sur l’estuaire, peu accessibles, très spécialisées sur les métiers liés au développement de la navigation. Lors de la construction des modèles, elles s’avérèrent largement insuffisantes.
C‘est de cette époque de grandes interrogations que date l’idée de créer une structure d’acquisition et de mutualisation des données, d’établissement de bilans clairs et compréhensibles et de diffusion de l’information.
On crée donc, en 1998, la Cellule de mesures et de bilans de la Loire estuarienne qui se transformera plus tard en Groupement d’intérêt public Loire estuaire.
Ainsi, le GIP Loire estuaire va développer :
• Un système d’indicateurs. Il s’agit, là aussi, d’appréhender la Loire estuarienne, de la Maine à la mer, globalement et transversalement, dans toutes ses composantes et d’évaluer le sens des évolutions à long terme.
• Des inventaires et leurs suivis associés sur le milieu vivant, l’occupation des sols, ou encore la couverture végétale.
• Des campagnes de mesures et d’acquisitions de données. Les techniques basées sur des appareils de mesures de plus en plus sophistiquées (satellite, laser, sondes électroniques) ont permis de mieux comprendre le fonctionnement du système estuarien dans l’espace et dans le temps : présence de la vase, transports des sédiments, conditions de propagation de la marée.
• Des comparaisons avec d’autres estuaires, toujours riches d’enseignements, et le croisement de ces expertises.
• La construction de modèles mathématiques de plus en plus précis et fiables grâce aux nouvelles données et qui aboutit à la reproduction de l’estuaire en trois dimensions.
• Une synthèse des fonctionnalités écologiques de l’estuaire, là aussi avec une approche dynamique et novatrice (évaluation de la sensibilité des espèces aux paramètres estuariens, complémentarité des chaînes alimentaires, etc.).
Les dysfonctionnements constatés et les contraintes grandissantes pour les usages, les premières prises de conscience chez les aménageurs de l’importance écologique de ce système original ont fortement engagé les décideurs à bâtir des scénarios de restauration. Plusieurs types d’intervention ont été explorés, modélisés, expertisés. Le cahier des charges donné aux chercheurs et laboratoires prestataires se résumait, si l’on peut dire, à explorer tous les champs du possible. Mais intuitivement, même chez les scientifiques, restait l’espoir que, peut-être, la nature et le temps arrangeraient progressivement les choses.

Et s’il suffisait de ne rien faire ?
Le scénario tendanciel a cerné très finement ce que serait l’estuaire, dans 40 ans, en prolongeant les tendances et en y intégrant, les pratiques et les projets actuels connus :

• L’élévation de 14 cm du niveau de la mer sur la façade atlantique (et de 40 cm pour le siècle à venir) selon les prévisions du GIEC, le Groupement d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat.
• L’évolution tendancielle au creusement ou à la sédimentation du fond du lit de la Loire et de son estuaire, extrapolée de l’analyse des relevés bathymétriques et des photos aériennes depuis 1947. L’arrêt des extractions de sable en amont de Nantes depuis 1993 est insuffisant pour enrayer le phénomène d’érosion du fond du lit de la Loire en amont de Saint-Florent.
• Le projet de la tranche 1 de Donges Est, actuellement à l’étude, qui prévoit la constitution d’une plate forme portuaire de 50 hectares en amont de Donges et le creusement du chenal au droit de la zone.
Les pratiques actuelles de dragages : exportation vers l’estuaire externe des sédiments dragués dans le chenal aval jusqu’en amont de Donges (et qui représentent 90 % des dragages annuels du port) ; dépôts dans les fosses amont des sédiments dragués dans le chenal de Nantes.
Cependant, deux éléments n’ont pas été pris en compte dans l’écriture du scénario tendanciel :
Les évolutions climatiques susceptibles d’influer sur les débits du fleuve avec des possibilités de crues et d’étiages plus importants ou plus fréquents. La connaissance est encore embryonnaire dans ce domaine ;
La seconde tranche d’aménagement de Donges Est (en amont de la tranche 1).
Les modélisations de ce scénario confirment le renforcement des constats de dégradation et des tendances amorcées au 20e siècle, annihilant l’espérance que ne rien faire serait salvateur. L’élévation du niveau de la mer entraîne, en effet, un déplacement du système vers l’amont avec :
• Une amplification de l’élévation du niveau des eaux jusque 20 cm à Nantes.
• Un accroissement du marnage en amont avec un abaissement continu des basses mers.
• Une remontée du sel vers l’amont de 1 km.
• Une accentuation des turbidités avec une légère progression vers l’amont mais surtout une augmentation des capacités de piégeage de l’estuaire interne.
• Un relèvement du niveau d’écoulement des crues.
Ce scénario a un impact défavorable sur l’environnement et la gestion des milieux. Le maintien de fortes turbidités accentue le déficit en oxygène, provoquant la mortalité des poissons et de la faune en général. Les submersions plus fréquentes apporteront une sédimentation chronique importante entraînant une perte de biodiversité et un rehaussement des milieux à terme. Les vasières aval se colmatent, les fonctions de production primaires à la base des différentes chaînes trophiques vont se dégrader.
Il fallait donc agir.
Deux scénarios de restauration ont alors été expertisés, simulés, évalués : le scénario dit « de déconnexion » et un scénario, dénommé primitivement « alternatif », aujourd’hui appelé « morphologique ». Ils devaient répondre au cahier des charges ainsi défini : restaurer le fonctionnement estuarien durablement et concilier les différents usages dans un rééquilibrage des grandes fonctions de l’estuaire : économie, environnement, urbain et dimension sociale.

Le scénario de déconnexion
Le programme de 1995/2000 avait défini le concept d’un seuil de déconnexion et esquissé les principes de son fonctionnement. Les études qui ont suivi ont affiné ce projet, dessiné sa géométrie, précisé son mode de gestion, et enfin étudié sa faisabilité technique. Malgré la complexité et les contraintes qui pèsent sur l’opération, l’ouvrage est techniquement possible.
Mais les résultats issus des modélisations de l’aménagement ont été décevants, en regard des nombreuses attentes placées dans ce scénario de déconnexion.
• Les basses mers sont relevées en amont de l’ouvrage pour la cote à laquelle l’ouvrage a été dimensionné, mais à l’aval, au contraire, elles sont abaissées du fait de la réflexion de l’onde de marée.
• Les effets restent très modérés sur la salinité. En effet, l’ouvrage est ouvert durant la période d’intrusion marine maximum.
• Le front de turbidité recule sensiblement mais bouchon vaseux et crème de vase associés, se reconcentrent à l’aval de l’ouvrage. Ils sont révélateurs d’un renforcement de la capacité de piégeage des vases dans l’estuaire interne.
• Le niveau des crues est augmenté de 15 cm à Nantes.
• Au niveau environnemental, les impacts sont négatifs : de fortes turbidités sont maintenues à l’aval de l’ouvrage, là où se situent les milieux naturels les plus intéressants. Les migrateurs risquent de connaître un retard migratoire, augmentant ainsi leur vulnérabilité. Les vasières ne sont pas restaurées.
• Enfin, outre son coût élevé, cet aménagement participe encore à l’artificialisation du fleuve.

Le scénario morphologique
Comment imaginer un scénario qui réponde à la fois à l’ensemble des objectifs et qui s’appuie sur des leviers propres à l’estuaire pour en améliorer le fonctionnement hydro sédimentaire ?
La démarche a été progressive. Ce fut d’abord la recherche de scénarios possibles grâce au lancement d’un concours auprès de grands bureaux d’études européens, encadrés par un comité d’experts scientifiques.
Aucune proposition n’a été retenue au terme de ce concours qui a, cependant, contribué à poser les premières pierres qui bâtiront un nouveau scénario. Cette phase très productive s’est accompagnée de la mise au point de modèles de plus en plus performants. Des leviers majeurs de fonctionnement dans l’estuaire ont été mis en évidence :
• Le rôle des accumulations de vases dans le fond du chenal (la crème de vase) sur la vitesse et la propagation de l’onde de marée, aussi bien en flot qu’en jusant.
• Le rôle de l’asymétrie de l’onde de marée dans la capacité de piégeage de l’estuaire. Une marée avec un flot court et des vitesses de courant très élevées, agitant les eaux et repoussant les sédiments vers l’amont, et un jusant plus long avec des vitesses moins fortes ne permettant pas son évacuation hors de l’estuaire. Le sédiment est piégé.
• La différenciation d’un estuaire aval devenu « maritime » et d’un estuaire « interne » en amont de Paimbœuf présentant une forte convergence qui amplifie l’asymétrie de l’onde de marée.
Le scénario morphologique s’affine. Il s’appuie sur une modification de la dynamique sédimentaire en conciliant actions sur la géométrie de l’estuaire et restauration des milieux. Il s’agit, d’une part, de freiner l’intrusion de la marée et, d’autre part, de diminuer les mécanismes de piégeage des vases en modifiant l’asymétrie de l’onde de marée. Deux leviers sont combinés : la création de vasières, localisées en amont de Paimbœuf, permettant de ralentir et de stocker le flot montant qui pénètre dans l’estuaire ; le comblement de fosses dans le chenal de Nantes.
La modélisation et l’évaluation de ce scénario morphologique mettent en relief les points suivants :
• L’inversion de tendance à l’enfoncement du niveau de basse mer en aval de Nantes.
• La turbidité est réduite de moitié sur toute l’emprise du bouchon vaseux.
• L’action du scénario sur la salinité reste neutre lors des modélisations réalisées.
• Dans le domaine environnemental, les impacts de ce scénario, inscrit dans une démarche de restauration de l’estuaire sont bénéfiques. Le transit piscicole est favorisé. La création de vasières restaure la fonction de production primaire, favorise l’accueil des oiseaux et la croissance des poissons. Malgré le changement d’affectation des espaces de prairies et roselières en vasières, le bilan s’avère positif sur le plan fonctionnel.

Principe de précaution
Le GIP Loire Estuaire a présenté l’ensemble de ces études, lors de son conseil d’administration de décembre 2006 2. Deux éléments ont été décisifs : le niveau de réponse aux objectifs ; la faisabilité (coût, adaptabilité des leviers d’intervention, acceptabilité des réponses, risques, faisabilité juridique). Le conseil d’administration a décidé de ne pas retenir le scénario de déconnexion, de privilégier la restauration progressive de l’estuaire permettant de renverser la situation tendancielle, et pour ce faire d’engager dans le cadre du plan Loire 3, une opération expérimentale.
L’estuaire était l’objet de mille conflits et contentieux. Aussi était-il fondamental de définir ensemble un objet commun à tous les décideurs et usagers de la Loire : pêcheurs, ingénieurs portuaires, hydrologues, écologistes, scientifiques, industriels…
Le processus de décision a été nourri par la démarche scientifique, et celle-ci a été partagée. Transmission des savoirs acquis, meilleure compréhension du système estuarien, pertinence des leviers investis dans le scénario morphologique ont construit un consensus autour de la solution retenue.
La prise en compte de l’estuaire dans sa globalité s’est imposée : cohérence entre amont et aval, entre mer et estuaire, entre chenal et marais latéraux mais aussi conciliation entre les différents usages et les fonctionnalités écologiques.
Les acteurs de l’estuaire ont été écoutés et entendus. L’attente est forte d’organisation régulière de lieux de débat pour poursuivre le travail d’appropriation collective. Les élus ont donc décidé de mettre en place un « comité d’estuaire ».
La réalisation d’une première phase expérimentale avec une vasière de 100 hectares et un comblement de fosses à l’aval de Nantes inversera les tendances de dégradation prévues. Des suivis évalueront l’efficacité de l’aménagement avant l’engagement d’une nouvelle tranche. Le principe de précaution impose cette progressivité. Il oblige à agir avec modestie sur un milieu aussi complexe.