Appréciés des poissons et bien connus des pêcheurs, les refuges thermiques en rivière sont précieux pour la faune aquatique. Un grand nombre d'entre eux ont une origine invisible : les eaux souterraines.
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Les refuges thermiques : des abris pour la faune aquatique en période de canicule
Lors des canicules, l’eau des rivières se réchauffe progressivement. Comme nous, la faune aquatique tolère une certaine variation de température de son milieu ambiant, mais seulement jusqu’à une certaine limite. Au-delà, trouver une zone moins chaude pour s’y abriter devient une condition de survie. On nomme ainsi "refuge thermique" un tronçon de rivière dans lequel la température de l’eau est sensiblement plus froide l’été, ce qui permet à la faune de s’y abriter pour survivre et se reproduire.
Les refuges thermiques résultent souvent de caractéristiques hydrographiques visibles : présence de végétation en bordure de rivière leur fournissant de l’ombre, encaissement du cours d’eau dans des gorges, ce qui les protège du rayonnement solaire ou encore une confluence avec un affluent plus froid, en provenance de la montagne. Toutefois, un grand nombre de refuges thermiques ont une origine invisible : les eaux souterraines.
Le long de la rivière, les arrivées ponctuelles d’eau souterraine, qui affiche généralement une température constante tout au long de l’année, contribuent à refroidir durant l’été (et à réchauffer durant l’hiver) l’eau des rivières, constituant ce que les hydrologues appellent une "anomalie thermique". Si celle-ci attire la faune aquatique, elle devient, pour les écologues, un refuge thermique.
L’eau de nos rivières s’est réchauffée de près de 1°C au cours de la période 2009-2022. Elle devrait continuer à se réchauffer sous l’impact du changement climatique, notamment en été, contrecoup de la baisse des débits d’étiage. Dans ce contexte, les anomalies thermiques pourront-elles continuer à jouer leur rôle de refuge ? Quel serait l’impact d’un réchauffement de l’eau souterraine sur ce mécanisme ?
Refuges thermiques : les eaux souterraines jouent-elle un rôle ?
Trois refuges thermiques étudiés dans le bassin du Rhône
Le BRGM, service géologique national, étudie le sous-sol et les eaux souterraines qu’il contient. Dans le cadre du projet ESTHER, mené en collaboration avec l’Agence de l’eau Rhône Méditerranée et Corse, un programme d’observation et de modélisation des refuges thermiques dépendants des eaux souterraines a été mené et a permis la surveillance de trois refuges thermiques situés dans le bassin du Rhône :
- en Provence verte, le fleuve Argens ;
- le Drac, rivière montagnarde au régime influencé par la fonte des neiges, issue du massif des Écrins ;
- la Veyle, rivière des Dombes.
Au terme de cette première phase, une observation s’impose déjà : quand les eaux souterraines arrivent en quantité suffisante par rapport au débit du cours d’eau, elles agissent comme un "régulateur naturel" des variations de températures. La rivière garde alors une température plus stable, sur une distance pouvant aller jusqu’à plusieurs kilomètres, ni trop chaude en été ni trop froide en hiver, créant ainsi un environnement idéal pour la faune aquatique.
Comment préserver les refuges thermiques face au changement climatique ?
Dans la deuxième phase du programme ESTHER, les scientifiques mettent en œuvre des modélisations numériques pour anticiper les impacts du changement climatique sur les températures des rivières et, plus précisément, sur le fonctionnement des refuges thermiques dépendants des eaux souterraines.
Cette méthodologie permet de relier explicitement climat, hydrologie, hydrogéologie et échanges de chaleur entre l’atmosphère, les eaux souterraines et les cours d’eau pour explorer la manière dont la température des rivières évoluera selon différents scénarios de changement climatique, à l’échelle d’un tronçon de rivière ou d’un refuge thermique donné.
Une fois bien calibrés, nous pourrons utiliser ces modèles pour tester des solutions d’adaptation au changement climatique, comme le développement ou la densification des espèces végétales en bordure des cours d’eau, la réduction des pompages dans les aquifères pour préserver le débit des arrivées d’eau souterraine, ou encore des aménagements destinés à améliorer l’état quantitatif et qualitatif des cours d’eau. De quoi fournir aux gestionnaires une évaluation de la vulnérabilité des refuges thermiques et les aider à identifier des moyens de la réduire.
