Génie végétal en berges de cours d’eau, une solution vouée à se développer

Etude du comportement des fascines sur un modèle réduit de cours d’eau © S. de Danieli /Irstea

Pour restaurer les berges des cours d’eau, ces écrins de biodiversité aujourd’hui très dégradés, le génie végétal apparaît comme une solution de plus en plus prometteuse. Au centre Irstea de Grenoble, des spécialistes des ouvrages de génie végétal appliqués aux berges analysent leur comportement quand ils sont soumis à de fortes contraintes. Leur but : améliorer les méthodes de dimensionnement de ces ouvrages pour, à terme, proposer aux concepteurs des solutions efficaces y compris en contextes extrêmes.

Les berges de cours d’eau remplissent des fonctions écologiques fondamentales : elles accueillent une grande biodiversité terrestre et aquatique, et forment des corridors qui favorisent la circulation des espèces animales et végétales. Elles jouent bien d’autres rôles encore, comme la protection contre les crues ou des services économiques et sociaux (paysage, pêche…). En dépit de cette évidente richesse, les berges et la ripisylve1 associée sont aujourd’hui des milieux très dégradés. En installant ses activités et infrastructures aux abords, l’Homme a figé de nombreux tronçons de cours d’eau, les contraignant à ne plus évoluer pour s’en protéger.

Le principe du génie végétal : copier les modèles naturels qui fonctionnent bien

Le génie végétal qui consiste à utiliser des végétaux locaux pour stabiliser les berges, représente une solution intéressante pour pallier les conséquences de ces aménagements. En plus de préserver les berges contre l’érosion - donc de protéger les habitations et les infrastructures situées à l’arrière vis-à-vis des crues - comme le font les ouvrages de génie civil (enrochement, bétonnage…), les techniques végétales permettent de restaurer les fonctions écologiques des berges. « Au-delà, le génie végétal fait écho à une demande sociétale grandissante : le besoin d’un retour à la nature. Les changements globaux révèlent de façon flagrante les erreurs du passé, comme la ruée vers le « tout béton » des Trente Glorieuses, et nous font prendre conscience de la nécessité de réparer ces erreurs », commente André Evette, chercheur en ingénierie écologique au centre Irstea de Grenoble.

restauration berges genie végétal
Restauration berges genie végétal
Restauration de berges par le génie végétal : avant/après © S. de Danieli /Irstea

 

Pousser le génie végétal au-delà de ses limites

De plus en plus utilisées en plaine où elles sont bien maîtrisées, les techniques végétales soulèvent encore des questions, tout particulièrement quant à leur résistance. Spécialistes du génie végétal depuis près de 30 ans, des équipes du centre Irstea de Grenoble se penchent actuellement sur le cas des berges soumises à des conditions plus extrêmes qu’en plaine, comme en lacs ou sur des voies navigables (berges battues par les vagues), en régions de montagne (pentes et régime hydrologique spécifique), et même au Québec (berges prises par la glace).

Dans le cadre du projet Resibio2 soutenu par l’Agence Française pour la Biodiversité, les scientifiques ont ainsi cherché à mieux définir les limites de résistance de ces techniques, dans le but d’affiner les critères de dimensionnement de ces ouvrages. « Si les méthodes de conception des ouvrages de génie civil, fondées sur des propriétés mécaniques et physiques, sont parfaitement maîtrisées, ce n’est pas le cas pour le génie végétal qui met en jeu un matériau vivant, dont les propriétés sont bien plus difficiles à contrôler », précise André Evette.

Des techniques ancestrales analysées sur le terrain et en laboratoire

En s’appuyant sur les résultats du précédent projet Geni’Alp qui visait à montrer la faisabilité de telles techniques en montagne, notamment grâce à la mise en place de nouveaux ouvrages sur de très fortes pentes (5 à 10 %), les scientifiques ont suivi deux pistes :

  • Etudier le comportement des ouvrages en place pour déterminer les conditions (puissance hydraulique, niveau de crue, transport de sédiments…), auxquelles ils ont résisté ou cédé, et identifier les causes précises de leur destruction ;
  • Analyser, à partir d’un modèle réduit de cours d’eau développé en laboratoire, les processus mécaniques et physiques qui conduisent à l’érosion des ouvrages les plus courants, à savoir les fascines (fagots de saule placés dans le lit du cours d’eau en pieds de berges qui, par leur capacité à bouturer et se développer facilement, stabilisent les berges).

Si les chercheurs souhaitent compléter ces travaux par l’analyse des autres techniques fréquemment utilisées, avant de proposer des recommandations précises aux concepteurs d’ouvrages, le projet Resibio fournit d’ores et déjà d’importants résultats. Parmi eux : la mise en évidence de valeurs de résistance supérieures à ce qui a été testé et rapporté dans la littérature jusqu’à présent, et la connaissance fine des processus d’érosion, comme l’affouillement (érosion du fond du lit sous les fascines), des modalités de dégradation des fascines ou encore des éléments techniques qui permettent de les renforcer. Ces résultats ouvrent la voie à une meilleure maîtrise du dimensionnement des ouvrages en situation extrême, mais aussi à une meilleure estimation de la durée pendant laquelle ils peuvent assurer leur rôle. De quoi permettre un élargissement du champ d’application de ces techniques plus respectueuses de notre environnement…

En savoir plus

1- Ensemble des végétaux qui peuplent les berges des cours d’eau.

2- Resibio - Amélioration des méthodes de dimensionnement des ouvrages de génie végétal par une approche multi-échelle systémique et mécaniste (2017-2018). Piloté par Alain Recking, laboratoire Érosion torrentielle, neige et avalanches (ETNA), Irstea.