AMÉNAGEMENT ET GESTION Principaux enjeux et propositions pour une gestion et une protection harmonieuses des ressources eau et bois Cédric Fermond Olivier Ferry Julien Fiquepron Patrick Lachassagne Simon Rouquet Pour les acteurs de l eau, comme pour les responsables politiques et institutionnels, la forêt est communément considérée comme un milieu naturel, stable et équilibré, bénéfique pour la protection de la ressource en eau, favorable à la recharge des aquifères du fait de son action positive sur l infiltration des pluies, mais qui peut générer des pollutions sous l effet de l activité forestière. Les services rendus par la forêt (protection, recharge) semblent donc acquis. Le risque de pollution paraît notamment encadré par les procédures règlementaires des périmètres de protection de captages. La forêt est ainsi considérée par les acteurs publics, comme un «non-sujet» qui ne justifie pas d une politique spécifiquement dédiée à l eau, comme ce peut-être le cas pour d autres services forestiers d intérêt général tels que le maintien de la biodiversité ou la protection contre les risques naturels. Or depuis une quinzaine d années, l évolution du contexte règlementaire, sociétal et climatique impulse une nouvelle dynamique : la réglementation européenne directive cadre sur l eau 2000/60 renforce la mise en œuvre de la politique de l eau à l échelle de bassins versants hydrographiques, fixe des objectifs d atteinte du bon état des eaux et des milieux aquatiques et interpelle aussi les politiques forestières dans le sens d une prise en compte accrue de l environnement (Ferry, 2004) ; les tensions croissantes sur la disponibilité de la ressource en eau dans un contexte de changement global (climat et croissance démographique) interrogent sur les impacts hydrologiques réels des forêts ; l émergence du concept de paiement des services environnementaux (1) (Chevassus-au- Louis, 2012), qui trouve de nombreuses applications de par le monde dans le domaine de l eau (Buric et al., 2011), interpelle sur l opportunité de reconsidérer les effets induits par la forêt sur la ressource en eau et les constructions politiques qui en résultent. Ainsi, sous la bannière de plusieurs projets : Life Forest for water, Interreg ALPEAU, GESTOFOR, Life SEMEAU, Interreg SYLVAMED, «Action conjointe forêt et eau», les forestiers publics et privés se sont rapprochés des acteurs de l eau (collectivités, gestionnaires, hydrogéologues, chercheurs, embouteilleurs ) afin d engager une réflexion commune autour du rôle joué par la forêt sur la protection qualitative et quantitative de la ressource en eau. Ce travail au long cours se poursuit pour qualifier les enjeux, développer des outils d analyse et faire émerger des propositions techniques, politiques et règlementaires visant à promouvoir l intégration de la forêt dans les politiques de protection des eaux. (1) Concept qui consiste à rémunérer les externalités environnementales qui produisent des bénéfices pour la société. Rev. For. Fr. LXV - 5-2013 - AgroParisTech, 2013 419
CÉDRIC FERMOND OLIVIER FERRY JULIEN FIQUEPRON PATRICK LACHASSAGNE SIMON ROUQUET Cet article propose de faire un point d étape sur les principales avancées résultant de ces projets. Il met en évidence une grande différence entre la problématique de protection de la qualité des eaux, qui est techniquement sous contrôle (il reste surtout à ajuster les procédures et les dispositifs financiers), et la problématique du rôle des forêts sur le fonctionnement quantitatif de la ressource en eau, qui est en voie d exploration. Les enjeux sont avérés, mais les méthodologies et les outils d analyse doivent être affinés et précisés de manière à devenir accessibles aux opérateurs de terrain. En première partie, cet article établit une synthèse sur l état des connaissances des interactions entre l eau et la forêt sur les plans de la qualité et de la quantité. La seconde partie propose une perspective pour une meilleure intégration des enjeux forestiers dans les politiques de l eau. PRÉSENTATION DES INTERACTIONS ENTRE L EAU ET LA FORÊT Sur les aspects qualitatifs La forêt protège :pourquoi? La pérennité du couvert et la forte activité biologique des sols forestiers sont favorables à une eau de qualité En forêt, les phénomènes de relargage ou de fuites d éléments minéraux sont limités. Cela est dû à la faiblesse des apports d intrants fertilisants et au bon bouclage des cycles biogéochimiques (2). La pérennité du couvert forestier constitue ainsi un atout par rapport aux autres couverts végétaux, en lien avec une activité biologique plus constante et un recyclage des éléments minéraux plus efficace (Ranger et al., 1995). À titre d illustration, les eaux infiltrées sous forêt ont de faibles teneurs en nitrates. L analyse des eaux sous-racinaires pour différents types d occupation du sol en Lorraine montre que l eau issue de forêts contient moins de 5mg/l de nitrates contre plus de 50 mg/l en grandes cultures (Benoît et Papy, 1997). Sous forêt, le sol bénéficie d une couverture à long terme, limitant l érosion, l entraînement des matières en suspension et les accidents de turbidité (3) qui en découlent. Le couvert forestier protège les sols et leur structure, en particulier les horizons humifères supérieurs qui jouent un rôle clé dans la capacité de filtration des sols forestiers (Gobat, 2012). L activité biologique dans le sol, et les formes d humus qui en résultent, conditionnent ainsi la capacité de rétention et de recyclage des éléments potentiellement polluants. Des secteurs plus propices au rôle épuratoire des arbres Avec «les pieds dans l eau», certaines forêts (ripisylves, forêts alluviales, et bocages) ont un effet épuratoire stratégique pour la qualité de la ressource (Charnet, 2010). Il s en suit une épuration totale des eaux en nitrates pour des largeurs de ripisylve de 20 à30m.dans la plupart des cas, une diminution drastique se produit dès les premiers mètres (Petersen et al., 1992). Trois processus clés sont en jeu (Maridet, 1995) : filtration efficace des nutriments (nitrates, potassium, phosphates ) et même de certains éléments toxiques ; absorption très active, par les végétaux et les micro-organismes du sol ; conditions favorables à la dénitrification microbienne. (2) Les cycles biogéochimiques représentent la circulation des éléments minéraux au sein d un écosystème, de leur prélèvement dans le sol par les végétaux, à leur retour à la surface du sol, puis leur décomposition et leur minéralisation. (3) Eaux troublées par des matières en suspension, lesquelles favorisent notamment les contaminations bactériennes. 420 Rev. For. Fr. LXV - 5-2013
Aménagement et gestion La gestion forestière joue un rôle protecteur Les effets précédemment évoqués sont liés à la simple existence de la forêt. La gestion forestière joue aussi un rôle. Les forestiers raisonnent leurs interventions sur plusieurs dizaines d années. Par rapport aux productions agricoles, les perturbations du sol et du couvert y sont bien moins fréquentes. Les peuplements forestiers (hors peupleraies) se conduisent sur 40 à 150 ans, avec des coupes intermédiaires. De plus, le principe d une gestion forestière durable est inscrit dans la loi (article L.121-1 du Code forestier). Celle-ci doit concilier à la fois les fonctions écologiques, économiques et sociales. La gestion forestière est ainsi beaucoup moins intensive qu en terrain agricole. L usage d intrants est quasi nul. Par exemple, les traitements herbicides sont tout à fait exceptionnels en forêt ;ils sont 450 fois moins fréquents qu en grandes cultures (Fiquepron, 2012). Un des rôles du forestier est de veiller au bon état du sol et àlasanté du couvert forestier. En effet, en cas de déséquilibre écologique majeur, des dépérissements massifs peuvent impacter la qualité de l eau (Attenberger et al., 2001). Le forestier, en veillant à ce que les peuplements soient «en station», limite le risque de tels déséquilibres. Des risques de pollution existent néanmoins Pollutions liées à l acidification des sols et des eaux La sylviculture peut jouer un rôle dans l acidification des eaux, même si les principaux facteurs ne sont pas forestiers. En effet, pour entraîner une forte acidité des eaux, il faut mobiliser des acides forts, nitriques ou sulfuriques, dont l origine est principalement la pollution atmosphérique, et se trouver dans une situation de sols et sous-sols eux-mêmes acides ne permettant pas de tamponner ces apports (Dambrine, 2009). En secteurs de sols sensibles, comme dans le massif vosgien ou dans les Ardennes (tableau I, ci-dessous), la présence de certains résineux, des peuplements trop denses ou l exportation massive des rémanents (4) peuvent aggraver la situation. La limitation de ces pratiques peut modérer l acidification des sols. En complément, un équilibre peut être rétabli par un amendement calco-magnésien. Tableau I Facteurs d acidification des eaux (Source :Fiquepron et al., 2012 ;www.foretpriveefrancaise.com/eau) Facteurs non forestiers Facteurs forestiers Dépôts atmosphériques acides Certains résineux et des peuplements trop denses peuvent entraîner des risques d acidification Sols et roches acides Exportation de minéraux liée à l exploitation forestière, les jeunes tiges étant les plus riches en minéraux Fortes précipitations (favorisent le drainage des éléments acidifiants) Coupes rases et mise ànudes sols Pollutions azotées À l échelle du bassin versant, la perturbation du couvert forestier par la gestion sylvicole (défrichement, coupe, coupe rase (5) )oupar des événements naturels exceptionnels (chablis, dépérissement), peut avoir une influence sur les apports azotés vers l hydrosystème. En effet, le (4) Parties des arbres restant généralement après l exploitation des grumes : houppiers, branches. (5) Coupe rase : c est une coupe où l on récolte tous les arbres. Cela n implique pas nécessairement la mise à nu des sols, la végétation arbustive et herbacée peut être maintenue. Il ne s agit pas d un défrichement : elle est suivie d une plantation ou d une régénération naturelle, le terrain reste forestier. Rev. For. Fr. LXV - 5-2013 421
CÉDRIC FERMOND OLIVIER FERRY JULIEN FIQUEPRON PATRICK LACHASSAGNE SIMON ROUQUET prélèvement d éléments nutritifs azotés par la forêt est temporairement diminué, voire supprimé, et les matières végétales en décomposition (arbres morts et rémanents) se minéralisent. En outre, le sol et la litière sont soumis au rayonnement solaire, ce qui conduit à une minéralisation plus active de la matière organique. De plus, l augmentation de la pluie efficace (par réduction de l évapotranspiration) entraîne un lessivage plus important des éléments, notamment azotés, contenus dans le sol. Dans le cadre du projet LIFE+ Environnement SEMEAU (Rouquet et al., 2012 www.lifesemeau.eu), un outil de modélisation du transfert des nitrates a été construit et appliqué à l échelle de l hydrosystème de Volvic (Puy-de-Dôme). Cet outil permet de simuler des scénarios de gestion forestière, notamment de coupes, et d en évaluer l impact sur les concentrations en nitrates dans l aquifère. À titre d illustration, les flux de nitrates sont environ dix fois moins importants sous un couvert forestier que sous une prairie extensive. Les flux sous-racinaires ont ainsi été évalués à environ 11 kg/ha/an d azote sous une prairie et à environ 1 kg/ha/an d azote sous une forêt sur le site de Volvic. Le modèle prend en compte les flux sous-racinaires de nitrates sous prairie extensive, sous forêt et une hypothèse d évolution des flux suite à une coupe forestière définie notamment d après les données de Gundersen et al. (2006) (figure 1, p. 423) ; relativement aux résultats connus d évolution des teneurs en nitrates après coupe, l hypothèse retenue est plutôt pessimiste. Plusieurs scénarios de coupes forestières, localisées dans le sous-bassin versant forestier du piézomètre du Suc de la Louve (figure 2, p. 423), ont été simulés avec des surfaces coupées de 10 ha (2 %dusous-bassin versant) à512 ha (100 %). Les concentrations en nitrates au sein de l aquifère sont simulées immédiatement en aval de la coupe et aux captages d eau minérale naturelle (EMN), trois kilomètres en aval. La hausse de teneur en nitrates liée à la coupe est calculée, par comparaison à un état non perturbé (sans coupe). Il en résulte qu en aval immédiat de la coupe, l augmentation temporaire de la teneur en nitrates atteint un maximum de 0,2 mg/l pour une coupe rase de 10 ha à 2,8 mg/l pour une coupe sur 512 ha. Au droit des forages d EMN, le pic de nitrates généré varie de 0,02 mg/l pour une coupe sur 10 ha à0,3 mg/l pour une coupe sur 512 ha. En effet, du fait de la structure et du fonctionnement de l hydrosystème de Volvic, et notamment de la forte épaisseur de la zone non saturée, les temps de transfert des nitrates sont très longs. Par ailleurs, les captages d EMN sont situés plusieurs kilomètres en aval des principales zones forestières. L impact des coupes rases yest donc très atténué. Cependant, il n en serait pas de même dans des aquifères àplus faible inertie. D autres simulations réalisées pour des systèmes à faible temps de renouvellement (quelques mois à un ou deux ans), tels que beaucoup de captages ruraux, montrent que le pic de nitrates lié àlacoupe dépasse les 10 mg/l pour des coupes réalisées sur une part importante du bassin versant concerné et en amont immédiat du captage. D une manière plus générale, les risques de pics de nitrates suite à une coupe rase sont souvent évoqués, toutefois le phénomène est à nuancer car il reste : non systématique. Éviter la mise à nu du sol constitue un facteur protecteur car cela atténue en particulier la minéralisation de la litière ; modéré :dans 70 %des cas, la teneur en nitrates reste inférieure à2,2 mg/l après une coupe et la norme de potabilité de 50 mg/l ne semble jamais avoir été dépassée (Brown et Binkley, 1994) ; transitoire : le retour à l état initial s opère en quelques années (selon l inertie du système hydrologique considéré). Le risque de dégradation de la qualité des eaux lié aux coupes rases s avère globalement un faux problème sur le critère nitrates. Les points de vigilance concernent les aquifères faiblement inertiels (systèmes karstiques, aquifères très superficiels tels que les captages en arènes granitiques par exemple), les bassins versants de petite taille où les coupes représentent une part 422 Rev. For. Fr. LXV - 5-2013
Aménagement et gestion FIGURE 1 16 FONCTIONS D ENTRÉE DU MODÈLE DE TRANSFERT DES NITRATES APPLIQUÉ À L HYDROSYSTÈME DE VOLVIC (FLUX SOUS-RACINAIRES) 14 Flux sous racinaire (kgn/ha/an) 12 10 8 6 4 Perturbation Prairie extensive Coupe/chablis Forêt non perturbée 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Années FIGURE 2 OCCUPATION FORESTIÈRE ACTUELLE (EN VERT) ET EXTENSION (EN ROUGE :100 %, ORANGE :50%,JAUNE :25%,,VERT :2%) DES ZONES DÉFINIES POUR LA SIMULATION DES COUPES RASES SUR L HYDROSYSTÈME DE VOLVIC (limite du contour = bassin versant de Volvic) Les zones de coupe rase s étendent toutes depuis le piézomètre du Suc de la Louve vers l ouest Forages Occupation du sol Prairie extensive Forêt N W E 0 500 1000 2000 3000 4000 mètres S Rev. For. Fr. LXV - 5-2013 423
CÉDRIC FERMOND OLIVIER FERRY JULIEN FIQUEPRON PATRICK LACHASSAGNE SIMON ROUQUET importante du bassin versant, les sols très acides où les éléments minéraux sont plus facilement mobilisables. Ainsi, les travaux de l INRA sur le site expérimental de Breuil (Nièvre) soulèvent des interrogations sur les teneurs en nitrates sous Douglas. Pour une placette de Douglas sur un sol pauvre, les analyses de solutions de sol à 60 cm de profondeur indiquent des teneurs en nitrates (environ 25 mg/l) plus élevées qu avec d autres essences (notamment Hêtre, Chêne et Épicéa). L amendement (Ca, P) pratiqué permet de réduire significativement les teneurs en nitrates (moins de 5 mg/l à 60 cm de profondeur). Des études sont en cours sur d autres sites pour mieux comprendre l effet du Douglas sur la qualité des eaux (Legout, 2012). Turbidité et pollutions bactériologiques associées Tout particulièrement dans les secteurs en pente, la mise à nu du sol peut poser des problèmes de turbidité à l origine de pollutions bactériologiques (ou par certains parasites, tels que le cryptosporidium) dans les captages peu protégés par le sol ou par l aquifère (aquifères karstiques notamment). Les principales causes de perturbation du sol en forêt sont les travaux d exploitation forestière (en particulier lors du débardage), la création de desserte et le travail du sol avant plantation. Les conséquences les plus graves et immédiates peuvent aussi résulter de la dégradation de conduites hydrauliques enterrées ou des drains des captages. Un accident de ce type sur un captage du syndicat intercommunal des eaux des Moises (Haute-Savoie) a été à l origine du projet Interreg ALPEAU (www.alpeau.org). Plusieurs solutions sont identifiées pour gérer ce risque :schéma de desserte forestière avec avis d un hydrogéologue, gestion des eaux pluviales des dessertes, modes de débardage alternatifs (câble aérien, cheval), repérage préalable des ouvrages (drains, conduites d adduction), surveillance accrue des travaux et communication entre forestiers et gestionnaires d eau potable. Une protection efficace des drains repose avant tout sur une connaissance et un repérage précis des ouvrages sur le terrain comme en témoigne la politique mise en œuvre par la ville de Saint- Étienne (Sabot et al., 2012) qui comprend notamment un financement du surcoût lié au service de surveillance et de protection des drains qui parcourent sa forêt. Pollutions liées aux hydrocarbures La présence d engins motorisés en forêt, et donc de réservoirs d hydrocarbures, induit un risque de pollution accidentelle. Ce risque est illustré par un accident récent ayant affecté le périmètre de protection rapprochée d un captage en montagne, en amont de Chambéry. Une exploitation de bois aeulieu, avec enlèvement par câble évitant le traînage des grumes sur le sol. Cette solution technique, évitant toute atteinte au sol risquant de se répercuter sur le captage, avait été convenue après visite conjointe entre le gestionnaire de la forêt, l exploitant, la collectivité exploitant le captage et l Agence régionale de santé. Diverses mesures de précaution avaient été définies mais l une d elles n a pas été complètement observée, à savoir qu une cuve de stockage de fuel aété déposée àlalimite amont du périmètre. Cette cuve n était pas aux normes (pas de double paroi), mais surtout une erreur de manipulation a conduit à siphonner son contenu qui s est répandu sur le sol. Le sol souillé a été évacué mais le risque lié à la possibilité d une arrivée d hydrocarbures au captage a conduit à la fermeture de celui-ci dans l attente d un protocole de mesure permettant de statuer sur le risque de pollution. Sachant que la concertation en amont nécessaire à l identification des précautions avait eu lieu et que l entreprise d exploitation concernée est reconnue dans la profession pour son sérieux, une des conclusions de cet accident est qu il y a un problème global de mise à niveau de la profession sur son matériel et ses pratiques en zones sensibles. La question de l intensité de la surveillance de telles exploitations sensibles est aussi posée. Dans un cas comme dans l autre, il y a un surcoût (en matériel, en temps à passer pour s assurer de la conformité, voir tableau II, p. 426). 424 Rev. For. Fr. LXV - 5-2013
Aménagement et gestion Les données du risque lié aux hydrocarbures peuvent être résumées comme suit. Le risque principal est celui d une fuite liée à un stockage déficient, à une erreur de manutention, à la détérioration ou au renversement d un engin. Des techniques de prévention existent. Par exemple, les huiles hydrauliques (ou de coupe) biodégradables se sont largement généralisées et peuvent être imposées pour les interventions en zone sensible. Le matériel lui-même doit respecter des normes, à rappeler dans le cahier des charges des exploitations (cuves à double paroi, tracteurs entretenus et contrôlés, kits de dépollution, bacs de rétention ). Des contraintes peuvent être définies sur le positionnement des stocks ou des engins hors des périmètres sensibles (pour le stationnement nocturne par exemple). Dans les conditions actuelles, la prise en charge de tels surcoûts s inscrit de facto dans l économie de l exploitation du bois. Celle-ci est déjà sous forte tension, notamment dans les zones de montagne d exploitation difficile, ce qui limite la capacité de la profession à faire l effort de mise à niveau attendu. La prévention du risque lié aux hydrocarbures passe donc à la fois par des précautions ciblées au cas par cas et par une stratégie àdéfinir avec la profession des entreprises forestières pour un effort de mise aux normes, qu elle pourra difficilement assumer seule de façon satisfaisante (voir partie sur la contractualisation, p. 432). Pollutions phytosanitaires Le traitement chimique des bois en forêt induit un risque de pollution. Les forestiers suisses, qui ont une habitude de stockage et de traitement des bois en forêt à la cyperméthrine, ont évalué le risque induit dans le cadre du projet ALPEAU. Les fortes capacités de rétention des sols forestiers, mises en regard des modestes quantités utilisées, expliquent la non-détection de cette molécule dans la ressource en eau ; de plus, la tendance est à la diminution de ces pratiques (Balestra, 2012). L alternative consiste à évacuer les bois rapidement et le cas échéant à les stocker sous arrosage sur des sites ne générant pas d impact sur une ressource en eau exploitée. Les traitements phytocides constituent un autre risque potentiel. Néanmoins, le débroussaillage manuel de jeunes peuplements ou de parcelles en situation de blocage de régénération constitue une alternative toujours possible au traitement chimique, mais génère un surcoût de mise en œuvre pour le propriétaire ou le gestionnaire. Ainsi, l usage de produits phytosanitaires en forêt est exceptionnel et de faible impact potentiel. Il ne constitue jamais une fatalité. Il existe toujours une alternative qui génère inévitablement des surcoûts par rapport à la mise en œuvre de procédés chimiques (voir tableau II, p. 426). L application du principe «zéro phyto» en forêt renvoie ainsi exclusivement à une problématique de prise en charge du surcoût induit. Par conséquent, l eau forestière est recherchée L analyse des principaux risques de pollution en forêt ne remet pas en question le rôle protecteur des forêts, mais distingue certains points de vigilance. La forêt a globalement un impact positif sur la qualité de l eau, pour deux raisons majeures : la forte activité biologique des sols forestiers ; la gestion forestière pratiquée qui protège mieux la ressource. Les forêts sont ainsi recherchées pour la qualité de l eau potable qui en est issue (Marsily, 2012). De nombreuses collectivités ont d ailleurs investi dans des boisements de protection de captages (voir En zone agricole de plaine, p. 437). En cela les forêts ont une valeur via les économies de coûts de traitement de l eau potable (6) et l image naturelle de l eau produite (voir l étude «Nancy»à l alinéa suivant). (6) Les coûts de traitement contre les nitrates ou les produits phytosanitaires peuvent atteindre 0,3 /m 3. Rev. For. Fr. LXV - 5-2013 425
CÉDRIC FERMOND OLIVIER FERRY JULIEN FIQUEPRON PATRICK LACHASSAGNE SIMON ROUQUET Tableau II Estimations des surcoûts induits par la mise en œuvre de solutions alternatives Les surcoûts exprimés en /m 3 s entendent par mètre cube de bois exploité Solution alternative visant àaméliorer la protection des eaux Estimation du surcoût de mise en œuvre Desserte adaptée de 10000 à 25000 /km Débardage alternatif (câble aérien, cheval ) de 25 à70 /m 3 Repérage d ouvrages hydrauliques (drains, conduites d adduction) Clauses particulières d exploitation :stationnement des engins, stockage et transfert d hydrocarbures hors des zones sensibles, matériel spécifique pour les engins d exploitation (cuves à double paroi, kits de dépollution, bacs de rétention ), huile de chaîne biodégradable Variable ; néanmoins, les collectivités devraient impérativement connaître leurs ouvrages hydrauliques 1à5 /m 3 Surveillance accrue des travaux 2à4 /m 3 Débroussaillage manuel d espèce envahissante 500 à 2500 /ha Stockage et traitement des bois hors des zones sensibles 3à7 /m 3 Limitation de l exportation de rémanents Amélioration d un peuplement Concertation entre forestiers et gestionnaires d eau potable 0 à 150 /ha/an 0 à 1000 /ha/an ;favoriser le mélange feuillu dans un peuplement résineux : 500 /ha, travaux d irrégularisation : 1000 /ha 0 à plusieurs milliers d euros si études spécifiques Dans le cadre du projet Interreg ALPEAU, les coûts d exploitation entre différentes ressources gérées par le Syndicat intercommunal des eaux des Moises (captages de sources en forêt, forages, pompage au lac Léman) ont été comparés. Le pompage au lac est 29 fois plus cher à exploiter que les sources forestières, il sera 41 fois plus cher avec l ajout du nouveau traitement par ultrafiltration. Au niveau des coûts de traitement, le nouveau pompage au lac sera 93 fois plus cher. D après une étude menée en 2009 dans la région de Nancy (Fiquepron, 2010), les ménages sont prêts à payer plus pour disposer ou pour conserver une eau du robinet d origine forestière, avec un ordre de grandeur de 50 par an et par ménage (à relativiser par comparaison à la facture annuelle moyenne d eau payée par un ménage français : 480 par an). La conclusion à tirer de telles études n est pas de vendre plus cher l eau forestière, mais de valoriser celle-ci comme un élément d attractivité de ces territoires et de promouvoir les partenariats utiles entre forestiers et acteurs de l eau pour pérenniser cette ressource. Sur les aspects quantitatifs Processus hydrologiques Le cycle de l eau repose sur les principes physiques suivants. Tout d abord, il est nécessaire de définir avec précision le domaine sur lequel les différentes composantes du cycle de l eau sont évaluées. L unité hydrologique représentative est appelée le bassin versant. Au sein du bassin versant, il est possible d effectuer un bilan hydrologique, c est-à-dire que la somme algébrique des entrées (précipitations), des sorties (évapotranspiration, écoulements de surface et souter- 426 Rev. For. Fr. LXV - 5-2013
Aménagement et gestion rains) et des variations de stock (lacs, rivières, neige, glace, eau des sols, des nappes d eau souterraine), considérées au cours d une unité de temps, est égale à zéro. Parfois, le contour du bassin versant de surface (hydrologique) diffère de celui du bassin versant souterrain (hydrogéologique) ; on considère alors de manière conjointe les deux bassins versants pour la quantification des différentes composantes du cycle de l eau. La physique du cycle de l eau au sein du bassin versant est la suivante. Les précipitations (P) représentent la quantité totale d eau précipitée (pluie, neige) sur le bassin versant. Il est maintenant couramment admis qu à l échelle de bassins versants de taille usuelle (de l hectare jusqu à au moins plusieurs milliers de kilomètres carrés), l influence de la forêt sur les précipitations est négligeable (Cosandey, 2006) (7).Ledéboisement ou le reboisement d un bassin versant n a donc aucune incidence sur la quantité totale d eau précipitée sur ce même bassin versant. Les précipitations peuvent donc être considérées comme une constante quelles que soient les évolutions d occupation dusol. Une partie des précipitations, l évapotranspiration (ET, ou ETR pour évapotranspiration réelle), repart vers l atmosphère du fait de l évaporation (E, processus physique) et de la transpiration des végétaux (T, processus biologique). Quantitativement, le processus majeur est la transpiration des végétaux. Physiquement, l eau précipitée s infiltre tout d abord dans le sol où elle forme de l eau capillaire qui peut ensuite y être reprise par les racines des végétaux. Les hydrologues appellent pluie efficace (Peff) le solde P ET ; il s agit de l eau réellement disponible pour les écoulements, qui reste au sein du bassin versant et ne repart pas vers l atmosphère (figure 3, p. 428). En forêt, le couvert végétal intercepte (interception, I) une part significative des précipitations [15 à30% pour une forêt de feuillus et 25 à45% pour une forêt de résineux (Ambroise et al., 1995 ; Fort, 1999)]. Cette fraction des précipitations est évaporée. L évaporation est donc en général plus importante en forêt que pour d autres types de couvert (Granier, 2012). Par ailleurs, les besoins en eau des arbres pour leur métabolisme sont en général supérieurs à ceux d autres types de couvert ; en outre, leur capacité d exploration racinaire plus importante (plus profonde notamment) leur donne accès àune plus grande réserve en eau des sols que les autres types de couvert (Badeau et Breda, 2008). Par conséquent, ET est plus importante dans les bassins versants forestiers que dans les autres bassins versants. Les précipitations efficaces y sont donc plus faibles (Cosandey et al., 2003 ; Fort, 1999 ; Serano-Muela et al., 2008). Le devenir de la pluie efficace est dual. Si les précipitations sont suffisantes pour excéder la capacité de stockage par capillarité dans les sols, l eau (Peff) est disponible pour les écoulements de surface et la recharge des nappes. Une partie de cette eau non stockée par capillarité dans les sols va réapparaître rapidement en surface (dans les heures ou jours qui suivent les précipitations), principalement dans les cours d eau, et s y écouler ; il s agit du ruissellement (Ru). Cette composante du cycle de l eau constitue la majeure partie des écoulements des cours d eau en saison humide (lorsque P > ET). L autre partie des Peff s infiltre plus profondément et alimente les nappes d eau souterraine ; il s agit de la recharge (Re) des nappes. Les nappes s écoulent etsont drainées par les cours d eau (ou par les sources, qui donnent elles-mêmes naissance à des cours d eau) ; indirectement, la recharge des nappes contribue donc aux écoulements de surface ;cette composante du cycle de l eau constitue la majeure partie des écoulements des cours d eau en saison sèche, lorsqu ils ne sont pas alimentés par le ruissellement (lorsque P < ET). La plupart des usages de l eau et donc la ressource en eau (captage d eau souterraine, à la source ou directement dans la nappe avec un forage, captage d eau dans un (7) Les incidences de la forêt sur les précipitations ne sont perceptibles qu à l échelle des très grands bassins versants (Amazone, Congo, Mississipi ) au sein desquels les eaux évapotranspirées par la forêt constituent une part significative des précipitations. Le déboisement, par exemple, y conduirait à une diminution des apports météoriques. Rev. For. Fr. LXV - 5-2013 427
CÉDRIC FERMOND OLIVIER FERRY JULIEN FIQUEPRON PATRICK LACHASSAGNE SIMON ROUQUET cours d eau en étiage, dilution des rejets urbains en étiage ) sont donc dépendants d une bonne recharge. Le ruissellement engendre souvent plus d impacts négatifs (crues, érosion, inondations ) que de bénéfices (remplissage des barrages réservoirs par exemple ; ceux-ci n ont néanmoins souvent la capacité de stockage que d une faible proportion du ruissellement). Incidences quantitatives de l évolution du couvert forestier sur la ressource en eau Les proportions du partage entre Ru et Re dépendent étroitement des caractéristiques physiques des bassins versants (pentes, pédologie, géologie, réseau hydrographique, etc.) ; elles sont très variables d un bassin versant à l autre ;elles peuvent difficilement être évaluées avec une précision acceptable sans mesures hydrologiques. Ainsi, les effets du reboisement (ou du déboisement) sur la ressource en eau sont très difficiles à prévoir sans étude détaillée (et a fortiori sans les données, hydrologiques notamment, nécessaires à cette étude), car ils dépendent de nombreux facteurs. On retiendra que si la forêt réduit en général les pluies efficaces, elle a un rôle positif vis-à-vis de la recharge. Dans les cas favorables, l augmentation de la recharge (aux dépens du ruissellement) peut compenser le déficit de pluie efficace, voire même excéder celui-ci et conduire à une augmentation de la ressource en eau. Dans les cas défavorables, l augmentation éventuelle de la recharge ne sera pas suffisante pour combler ce déficit et, au global, la ressource en eau sera diminuée. En théorie, les cas les plus favorables du point de vue de la ressource en eau, en cas de reboisement, sont rencontrés pour des reboisements avec des arbres à feuillage caduc plutôt qu avec des arbres à feuillage persistant (les premiers évapotranspirant moins à l échelle annuelle, et notamment moins en période hivernale durant laquelle la recharge est maximale) etpour des bassins versants présentant avant reboisement une composante importante de ruissellement (bassins versants à fortes pentes, au sol et au sous-sol peu perméables : roches granitiques et métamorphiques sans couverture d altération importante, marnes et argiles par exemple). À l inverse, les bassins versants au sein desquels la recharge est initialement importante (faibles pentes, sols filtrants, sous-sol perméable : régions sableuses, calcaires, volcaniques ) pourront être pénalisés par un reboisement. FIGURE 3 LES PROCESSUS HYDROLOGIQUES NOTAMMENT FORESTIERS Interception et évapotranspiration Précipitations Recharge Débits d étiage Ruissellement rapide Pluie efficace 428 Rev. For. Fr. LXV - 5-2013
Aménagement et gestion Outils de modélisation Le développement et la mise en œuvre d outils de modélisation permettent de quantifier les différents flux d eau du bilan hydrique. En contexte forestier, plusieurs méthodes de calcul permettent d évaluer les composantes du bilan hydrique, soit à l aide de formules semiempiriques (Sun et al., 2011 ; Zhang, 2001), soit à l aide de modèles numériques déterministes (Granier et al., 1999). Dans le cadre du projet européen Life+ SEMEAU, un outil a été développé pour modéliser l influence des peuplements forestiers sur le bilan hydrique, reproduire les écoulements de surface et souterrains et simuler le transfert hydrochimique à l échelle du bassin versant. Cet outil a été construit et calibré sur la base de l important jeu de données recueillies sur le bassin versant (ou impluvium) de Volvic. Ce bassin versant (figure 4, p. 430), d une superficie de 40 km 2, est couvert à55 % par des surfaces boisées (ONF et al., 2011). Comme de nombreuses régions européennes, il est soumis à la déprise agricole, qui perdure au moins depuis les années 1960 (Cavailhes et Normandin, 1993) et se traduit par la colonisation par des accrues forestières. Ainsi, la surface boisée a augmenté de plus de 20 % depuis 1946 (Rouquet, 2012). La formulation de politiques de gestion forestière est donc nécessaire dans le cadre des actions de protection de l impluvium. On a rappelé précédemment que la forêt a une influence importante sur l évapotranspiration, donc sur la pluie efficace qui recharge les hydrosystèmes. Deux processus caractérisent l évapotranspiration en forêt : l interception et la transpiration végétale dont les flux sont tous deux fonction d un paramètre physiologique clé :lelai (8) (Leaf Area Index, ouindice foliaire ;Breda, 1999). Le LAI varie en fonction du type de peuplement forestier (essence, âge, densité, structure, présence d un sous-étage) et de la saison, surtout pour les arbres à feuilles caduques. La méthode développée dans le cadre du projet SEMEAU consiste à faire varier l évapotranspiration potentielle (9) en fonction de l ETP Penman Monteith (liée aux conditions atmosphériques) et du LAI (Rouquet, 2012 ; Rouquet et al., soumis). Dans le modèle, la quantité d eau mobilisable pour l évapotranspiration varie aussi temporellement en fonction du LAI afin d intégrer l effet de stockage dans le houppier (interception) et une capacité d exploration racinaire plus importante en période végétative que durant la dormance hivernale. Cette approche du bilan hydrique a été couplée au modèle hydrologique déterministe distribué MODCOU (Ledoux, 1980) pour simuler les écoulements de surface et souterrains à l échelle du bassin versant. Le débit à l exutoire du bassin versant de Volvic est ainsi reproduit de manière satisfaisante sur une période d environ 25 ans. La modélisation montre l impact quantitatif significatif de la forêt. Par exemple, à l échelle du bassin versant de Volvic, un accroissement de 1% des surfaces boisées se traduit par une diminution de 0,2 % du débit moyen des sources (exutoire du bassin hydrogéologique). La transformation des surfaces de résineux en feuillus (soit environ 425 ha) entraînerait une augmentation du débit des sources d environ 9%.Dans le cas où 390 ha d accrues seraient transformées en prairie extensive, le débit des sources augmenterait d environ 5%. Ces résultats et les connaissances associées vont permettre d infléchir les politiques de protection de l impluvium vers une réduction des accrues forestières, qui présentent un faible potentiel économique forestier pour leurs propriétaires. De nouvelles surfaces de prairies seront ainsi mises à disposition des éleveurs, ce qui permettra par ailleurs de convertir des prairies cultivées (générant des nitrates) en prairies extensives. (8) Rapport de la surface de feuilles d un peuplement végétal à la surface de sol que celui-ci occupe. Exprimé sans unité, il revient àdes m 2 /m 2.Iloscille couramment entre 4et8enforêt tempérée ;àpartir de 6, le couvert est considéré comme fermé. (9) Quantité maximale d eau susceptible d être évaporée dans des conditions climatiques données par une surface d eau libre ou un couvert végétal pour lequel l eau n est pas le facteur limitant (Cosandey, 2000). Rev. For. Fr. LXV - 5-2013 429
CÉDRIC FERMOND OLIVIER FERRY JULIEN FIQUEPRON PATRICK LACHASSAGNE SIMON ROUQUET FIGURE 4 LOCALISATION DE L IMPLUVIUM DE VOLVIC ET CARTOGRAPHIE DE L OCCUPATION FORESTIÈRE Légende Forages Eau Minérale Galerie du Goulet Limites du bassin versant Occupation du sol Coupes à blanc Accrus Feuillus Mixte Résineux Autre N W E S 0 375 750 1500 2250 3000 mètres Vers une gestion hydrologique des forêts? La gestion forestière peut donc influer sur le fonctionnement hydrologique des bassins versants. À titre d exemple, Granier et al. (2012) indiquent que, sur deux dispositifs expérimentaux du nord-est de la France, les couverts à faible LAI induisent, en période d étiage (juillet-août), un gain de l ordre de 10 m 3 /ha/j (soit 1mm/j) par rapport àd autres peuplements àindice foliaire plus élevé. Ramené à un bassin d alimentation de 100 ha, ce gain représente la consommation en eau d une ville de plus de 5 000 habitants. Nonobstant les autres fonctions de la forêt (production de bois, biodiversité, accueil du public, protection contre les risques naturels), l idée d orienter la gestion forestière à des fins de sobriété hydrologique prend de la consistance, tout particulièrement dans les régions à forte tension sur la ressource en eau. Ses grands principes reposent sur deux objectifs :limiter le ruissellement et favoriser l infiltration des eaux ;limiter la consommation en eau des peuplements. La gestion forestière qui découle du premier objectif consiste à: s assurer d une continuité et d une pérennité de la couverture forestière, maintenir des sols structurés (limiter le tassement), garantir la fonctionnalité hydraulique des milieux humides (tourbières, zones humides, ripisylves), 430 Rev. For. Fr. LXV - 5-2013
Aménagement et gestion mettre en place et entretenir des ouvrages hydrauliques favorables à l infiltration (banquettes, fascines, seuils), gérer les écoulements le long des dessertes (limiter le ruissellement). Pour répondre au deuxième objectif, le forestier doit : adapter les peuplements en termes d essence, de structure, de densité et d âge, adapter les traitements sylvicoles :favoriser les essences à feuillage caduc (sélection de tiges, enrichissement, coupes sélectives) ; maintenir des peuplements ouverts (éclaircies, réduction des cycles de rotation de coupes, favoriser le sylvo-pastoralisme ). Malheureusement, les pistes énoncées manquent encore de références scientifiques. Les paramètres d entrée des modèles numériques sont, dans le meilleur des cas, basés sur le LAI (voir plus haut), nombre de modèles numériques ne simulant que de manière très approximative la forêt. Cet indice ne trouve malheureusement pas encore de traduction dendrométrique opérationnelle pour le forestier. En d autres termes, il n est pour l instant pas possible de construire un itinéraire sylvicole précis (en termes d âge et de structure de peuplement notamment) qui repose sur un modèle hydrologique. Il reste donc un travail à poursuivre pour une meilleure adaptation des outils et des méthodes d analyse qui permettront in fine d intégrer les enjeux hydrologiques dans les plans de gestion et les aménagements forestiers. Des programmes tels que le réseau mixte technologique AFORCE (www.foretpriveefrancaise/aforce) sont en œuvre sur le sujet. Il est important de préciser qu une forêt laissée en libre évolution ne présente de garantie ni pour l atteinte du premier objectif, du fait des risques de dépérissement sanitaire, de chablis, d incendie ou de reprise de l érosion, ni pour viser le deuxième objectif, dans le sens où les peuplements adultes denses présentent les plus hauts niveaux d évapotranspiration (Aussenac, 1980). QUELLES PERSPECTIVES POUR UNE MEILLEURE INTÉGRATION DES ENJEUX FORESTIERS DANS LES POLITIQUES DE L EAU? Ces perspectives se déclinent selon que les enjeux portent sur la protection qualitative ou la gestion quantitative. Sur le plan de la protection qualitative, les bonnes pratiques liées à la protection des eaux sont aujourd hui clairement identifiées et la problématique réside essentiellement dans l optimisation des conditions de leur mise en œuvre. Sur le plan quantitatif, les travaux portent actuellement sur la caractérisation des processus et les résultats restent à décliner par des méthodes concrètes de terrain. En zone forestière à enjeu de protection qualitative de la ressource en eau améliorer les politiques de protection Rappel des principes de la politique de protections de captages et confrontation avec la réalité La protection des captages d eau potable repose principalement sur l instrument réglementaire de la déclaration d utilité publique (DUP) qui ouvre la voie à l imposition de prescriptions d usage ou servitudes sur les périmètres de protection immédiate ou rapprochée, par un arrêté préfectoral adapté à chaque configuration hydrogéologique. L indemnisation des propriétaires privés est possible en cas de préjudice «direct, matériel et certain». Ces principes généraux se révèlent, en pratique, difficiles d application en forêt. La première raison en est que les forestiers, du fait Rev. For. Fr. LXV - 5-2013 431
CÉDRIC FERMOND OLIVIER FERRY JULIEN FIQUEPRON PATRICK LACHASSAGNE SIMON ROUQUET du caractère très extensif de leur activité (faible valeur ajoutée à la surface), sont généralement absents des phases d enquêtes et de consultations préalables à la DUP. Quand ils trouvent le temps de s y impliquer, ils sont confrontés à la difficulté de qualifier et de quantifier le préjudice «direct, matériel et certain» subi par leur activité pour des interventions forestières (coupes ou travaux) qui n interviennent en moyenne qu une fois tous les 10 ans. Le cas évident d une interdiction absolue d exploiter se prête à un calcul simple d indemnisation mais cette prescription est rarement retenue en dehors du périmètre de protection immédiate. Ce sont notamment toutes les contraintes sur la desserte forestière, donc sur l exploitation à venir des bois, qui sont les plus pénalisantes et qu il s avère difficile de traduire en indemnisations. Dans la réalité, les problèmes liés à l exploitation des bois n ayant pas été traités lors de la procédure de DUP, les difficultés commencent lorsque le propriétaire forestier réalise une exploitation de bois. Il peut provoquer des dégâts par méconnaissance des précautions à prendre. Il peut aussi découvrir une contrainte (par exemple une interdiction de créer une desserte dont il a besoin) qui l empêche de mener l exploitation de bois qu il prévoyait. Dans le premier cas, il y a atteinte à la ressource en eau, par méconnaissance. Dans le second cas, il y a atteinte à l exploitation de la ressource en bois. Dans les deux cas, le télescopage d intérêts pourrait, en règle générale, être évité par un dialogue en amont. En outre, sur le plan technique, les préconisations d hydrogéologues agréés sont fréquemment inadaptées par méconnaissance des pratiques forestières et des risques réels. À cet effet, des guides de bonnes pratiques (guide GESTOFOR www.crpf-midi-pyrenees.com et guide ALPEAU www.alpeau.org), réalisés conjointement par des hydrogéologues et des forestiers, ont permis de considérer les risques réels et de proposer des recommandations adaptées, notamment aux différents contextes hydrogéologiques. Ce premier outil permet aux hydrogéologues agréés de mieux appréhender les enjeux forestiers dans les propositions de prescriptions pour les arrêtés. Ensuite, pour une meilleure adaptation des prescriptions techniques, il est nécessaire de rendre systématique la consultation des services forestiers avant l enquête publique. Néanmoins, la question de la disponibilité des forestiers, des moyens alloués aux forestiers et aux hydrogéologues agréés pour assumer correctement ce coût de concertation, et de l organisation à mettre en place reste àtraiter. Proposition d une solution complémentaire à la DUP de protection de captage : la contractualisation Différents projets ont mis en évidence ces dysfonctionnements chroniques, particulièrement pénalisants en zone montagnarde ou collinéenne, là où se trouvent de nombreux captages gravitaires (sources) sensibles aux impacts de l exploitation forestière. Le projet ALPEAU (2008-2012) est né sur un site ayant subi une pollution par turbidité liée à une exploitation de bois. Ce projet met en évidence les lacunes de dialogue en phase de définition des prescriptions de la DUP et l inadaptation de la procédure théorique d indemnisation. La voie de sortie dessinée est alors celle d une contractualisation aposteriori, au cas par cas, pour concilier les nécessités de l exploitation forestière et de la protection de l eau, en vue de reconstituer une dynamique vertueuse gagnant-gagnant entre exploitants des ressources en eau et en bois. En alternative à une telle évolution, la simplification drastique par interdiction pure et simple de l exploitation forestière a ses avocats. Certains y voient l opportunité de développer les réserves intégrales qui restaurent les mécanismes naturels d évolution de la forêt. Les forestiers participent à la construction d un tel réseau de réserves à des fins scientifiques, mais l utilisation plus générale de ce concept pour protéger les périmètres de protection des captages poserait d autres problèmes. En premier lieu, il faudrait indemniser la perte de revenu du propriétaire ce qui, économiquement parlant, va à l encontre d une maîtrise du prix de l eau. En second lieu, il faudrait s assurer que les phases naturelles d instabilité de la forêt (bris ou chute d arbres) n induisent pas d impact négatif. 432 Rev. For. Fr. LXV - 5-2013
Aménagement et gestion L arbitrage est à la fois économique (avec incidence directe sur le prix de l eau) et technique (évaluation du risque résiduel selon l état des peuplements en place et leur évolution future). Pour ces raisons, et sans même évoquer la perte sociétale liée au renoncement à un produit bois qui a aussi le mérite de contribuer à la fixation du dioxyde de carbone, la généralisation de la «mise sous cloche»paraît peu opportune. Le guide élaboré par le projet ALPEAU présente l approche de compensation financière par la contractualisation dans un schéma simple (figure 5, ci-dessous). Le concept clé est celui d une compensation, par l exploitant de la ressource en eau, du surcoût généré par la protection de la ressource en eau. Les conclusions du groupe de travail juridique (Fiquepron et Picard, 2012) confirment la compétence des services en charge de l alimentation en eau potable pour financer les surcoûts de ces services rendus. Par ailleurs, la possibilité d adosser de tels contrats à un cofinancement européen (Feader) est étudiée par l administration. Les agences de l eau pourraient s inscrire dans un tel dispositif sous réserve d une compatibilité avec leurs priorités, qui sont actuellement orientées sur les captages les plus pollués. Par exemple, une piste forestière dont il faudrait modifier le tracé pour éviter une zone sensible ou un débardage au tracteur qu il faudrait remplacer par un débardage au câble-mât ou au cheval, constituent des contraintes techniques à l exploitation des bois. À Masevaux (Haut-Rhin), le surcoût est de l ordre de 33 à 75 /ha/an (tableau III, p. 434). Il est supporté par la ville, sur 180 ha de forêt communale. S y ajoutent 7 /ha d encadrement à la charge de l ONF. Une étude suisse de l Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage (WSL) a chiffré les surcoûts de gestion forestière pour la protection des captages (Spjevak et Bürgi, 2008), pour les zones de protection S2 et S3, que l on peut assimiler aux périmètres de protection FIGURE 5 SCHÉMA SITUANT LA DÉMARCHE DE CONTRACTUALISATION (extrait du guide ALPEAU p. 57) 1. COMPENSATION FINANCIÈRE 2. RÉMUNÉRATION DES SERVICES 1. DÉMARCHES 2. RÉGLEMEN- TAIRES DÉMARCHES CONTRAC- TUELLES DÉMARCHES ÀCRÉER Indemnisation dans le cadre légiféré des procédures de déclaration d utilité publique Contrat captage entre approvisionneur en eau et propriétaire Charte d engagement réciproque pour garantir la pérennité du service FINANCEMENT ÉTAT-CANTON- RÉGION FINANCEMENT STRUCTURES DE L EAU FINANCEMENT PAR L EAU VENDUE Quelques cas en France. Courant dans le domaine agricole Démarches en cours de construction sur le site des Moises Pas d exemple Rev. For. Fr. LXV - 5-2013 433
CÉDRIC FERMOND OLIVIER FERRY JULIEN FIQUEPRON PATRICK LACHASSAGNE SIMON ROUQUET Tableau III Coût des actions forestières dédiées à l eau potable à Masevaux (Fiquepron, 2009) Actions forestières dédiées àl eau potable Nettoyage des rémanents àproximité des captages (1) Débardage par câble des coupes de chablis Huile de chaîne biodégradable Recours plus fréquent au câblage pour l abattage «Kits bûcherons»contre les pollutions accidentelles Mêmes prescriptions que précédemment avec généralisation du débardage par câble dans les périmètres de protection de captages Surcoûts degestion forestière 33 /ha/an 75 /ha/an (1) Les rémanents sont nettoyés aux abords immédiats des captages dans un objectif de surveillance, afin de repérer la présence d un animal mort par exemple. Sauf accumulation exceptionnelle, ils ne constituent pas en soi une menace de pollution. rapprochée et éloignée dans le contexte français. Les surcoûts vont de 88 /ha/an en zone S3 à 160 /ha/an (10) en zone S2. Les calculs intègrent les prescriptions obligatoires pour la protection de l eau et les recommandations conseillées. Face à la variabilité des surcoûts selon les sites, cette étude a développé un utilitaire de calcul disponible en allemand à l adresse suivante : http://www.wsl.ch/dienstleistungen/produkte/software/trink_wa_schutz_tool/index_de. Des contrats sont actuellement en cours d élaboration dans plusieurs régions françaises, à l initiative des structures de la forêt publique et privée (ONF, CNPF, FPF ) afin de résoudre des problèmes locaux apparus après les prescriptions résultant de DUP. Des modes opératoires sont en élaboration (cf. la brochure «Des forêts pour l eau potable» sur www.foretpriveefrancaise/eau). Un premier bilan du déploiement de cette méthode sera établi d ici 3 ans. Dans le contexte de la production d eau minérale naturelle, la démarche territoriale initiée, au cours du projet SEMEAU, par le Comité environnement pour la protection de l impluvium de Volvic (CEPIV), offre un cadre favorable à de telles expériences de contractualisation. Ce comité, cofinancé par la Société des Eaux de Volvic et par les communes de l impluvium de Volvic, finance et mène des projets dont l objectif, de type gagnant-gagnant, est de préserver la ressource tout en favorisant le développement local (Lachassagne et al., 2012). Ces projets concernent toutes les politiques sectorielles (urbanisation, eaux usées, transports, agriculture, etc., et forêt). Dans le domaine des politiques forestières, trois options étaient possibles : celle, actuelle, de l absence de politique forestière, conduisant notamment aux très faibles valorisation et exploitation de la forêt et, de fait, à des risques d impacts qualitatifs limités à court terme. Cette «non politique» présente deux inconvénients. Sur le plan quantitatif, elle conduit àune diminution de la ressource en eau sur le bassin versant, du fait notamment de la progression des accrues forestières. D autre part, sur le plan de la qualité des eaux, elle ne permet aucune maîtrise des modalités d exploitation forestière, notamment à moyen terme en cas de reprise de la demande de bois, tout particulièrement de bois de chauffage sur ce site proche de l agglomération clermontoise ; celle d une sylviculture «intensive», peu réaliste économiquement compte tenu du marché actuel du bois et dont les impacts environnementaux sont difficilement évaluables avec précision ; enfin, la voie intermédiaire choisie, qui vise à fournir, pour un coût modeste pour le CEPIV (l équivalent d environ un tiers temps d un technicien forestier), conseil et assistance aux propriétaires forestiers. L étude économique menée dans le cadre du projet SEMEAU montre (10) Conversion directe du franc suisse àl euro, sans tenir compte de la différence du coût de la vie entre les deux pays. 434 Rev. For. Fr. LXV - 5-2013
Aménagement et gestion qu une telle politique doit permettre d une part d augmenter, modestement mais significativement, le patrimoine et le revenu forestier des propriétaires et, d autre part, de les sensibiliser à la protection de l eau et de l environnement et de mettre à leur disposition des outils favorisant cette protection, par exemple des cahiers des charges types pour leur contractualisation avec les exploitants, des voies de desserte adaptées, etc. Cette politique comporte aussi des actions incitatives vis-à-vis des exploitants (fourniture d huiles biodégradables par exemple). Elle est particulièrement adaptée à la structure foncière forestière de l impluvium de Volvic (très fort morcellement parcellaire, propriétaires âgés, etc.). Des expériences similaires ont aussi été mises en œuvre sur d autres sites de protection d eau minérale naturelle, par exemple à Spa (Belgique) ou à Vittel (Vosges). Articulation et complémentarité avec la procédure de DUP Comme expliqué ci-dessus, la contractualisation vise à élaborer un projet gagnant-gagnant, dans les cas où la procédure de DUP n a pas permis d appréhender efficacement les contraintes devant peser sur l exploitation forestière pour assurer la préservation de la ressource en eau. En effet, il est intrinsèquement très difficile d anticiper ces contraintes pour des exploitations qui vont se produire une fois tous les 10 ans. Il serait contre-productif de «corseter» apriori une exploitation forestière dont on sait qu elle peut, en règle générale, être menée de façon parfaitement compatible avec la protection de la ressource en eau. La recherche d un optimum procédural basé sur la complémentarité entre DUP amont et contractualisation aval est un objectif que peuvent se fixer les acteurs de l eau et de la forêt. Concrètement, cela revient à concentrer les interdictions et les réglementations (et les éventuelles indemnisations) sur les seules activités dont la nocivité pour la protection de la ressource en eau serait avérée sur le site. Les arrêtés résultant des DUP privilégieraient l énoncé de points de vigilance avec une clause de «revoyure» entre les acteurs les conduisant à contractualiser, le moment venu, les précautions adaptées. Cette perspective peut être éclairée par la question de la desserte, indispensable à l exploitation des bois. Une interdiction totale d installation de desserte sur un périmètre rapproché peut avoir des implications considérables en bloquant l accès à ce périmètre et éventuellement à des parcelles situées sur un versant amont à ce périmètre. Or une telle interdiction est parfois posée par précaution faute d une analyse hydrologique précise de l impact potentiel d une desserte. En toute logique, une telle préconisation d interdiction devrait entraîner une indemnisation de la perte d exploitation, ce qui n est jamais observé dans la pratique. L interdiction posée fait alors le lit de conflits ultérieurs. Un arrêté préfectoral conditionnant toute nouvelle desserte à un avis de l hydrogéologue agréé ouvrirait la voie à des solutions discutées et adaptées, sur la base de projets précis dont l impact pourrait être mieux apprécié. Des solutions d évitement de l impact d une desserte sont couramment rencontrées avec des tracés alternatifs, ou la mise en place d une desserte adaptée au câble. Dans un tel scénario, la prise en charge des surcoûts pourrait être ajustée au cas par cas et venir en alternative à une interdiction de l exploitation dont l indemnisation serait beaucoup plus coûteuse. En zone forestière à enjeu de préservation quantitative de la ressource en eau intégrer le rôle hydrologique des forêts dans les politiques forestières et de préservation de la ressource en eau Identifier les zones à enjeux En France, les régions sédimentaires de plaine (Bassin parisien, Bassin aquitain), mais aussi les régions de plateaux volcaniques et granitiques et les têtes de bassins versants granitiques du Massif central, la Bretagne, à couverture d altérations bien développée, sont globalement plus négativement sensibles vis-à-vis du reboisement que les régions à fort relief (Alpes, Pyrénées par Rev. For. Fr. LXV - 5-2013 435
CÉDRIC FERMOND OLIVIER FERRY JULIEN FIQUEPRON PATRICK LACHASSAGNE SIMON ROUQUET exemple). Les régions à fort relief et présentant un sous-sol peu perméable (zones de fort relief de Corse, régions granitiques et métamorphiques de la bordure sud-est du Massif central, des Pyrénées, massifs internes des Alpes, etc.) présentent une plus faible vulnérabilité quantitative de leur ressource en eau. Dans ces régions vulnérables, les secteurs les plus affectés par la déprise agricole sont évidemment ceux sur lesquels le risque d impact quantitatif est le plus élevé car le boisement y progresse. C est donc dans ces zones à enjeux quantitatifs avérés que l adaptation des forêts (choix des essences, densité des arbres, âge et structure des peuplements) peut avoir des effets déterminants sur la disponibilité de la ressource en eau. La prise en compte de facteurs géomorphologiques, hydrogéologiques et climatiques doit permettre d établir une cartographie de la vulnérabilité du territoire national vis-à-vis du facteur boisement, afin d adapter le cas échéant les politiques d aménagement du territoire. Diagnostiquer les causes des perturbations Àl échelle locale du bassin versant etducaptage d eau ou de la source, si une variation de productivité est constatée, ilconvient en premier lieu de s assurer que d autres facteurs explicatifs que les effets du reboisement/déboisement ou du changement climatique ne sont pas à rechercher. Il faut tout d abord valider les témoignages (diminution du débit d une source par exemple) par des observations ou mesures indiscutables. Ainsi, nombreux sont les exploitants de sources qui affirment dans un premier temps que le débit de leur source ne varie pas d une saison àl autre alors que quelques mesures simples, ou une réflexion menée avec un hydrogéologue (la vitesse deremplissage du réservoir est-elle la même toute l année?), les amènent finalement àenreconnaître leconstat. Ensuite, ilest important de vérifier que la diminution de la ressource en eau n est pas simplement liée àune dégradation du captage (colmatage des drains par des fines ou par des racines, fissuration du dispositif de collecte, écoulements parasites en aval du captage, etc.), à des aménagements réalisés sur le bassin versant (drainage par exemple, forage éventuellement) ou à des changements de la configuration hydrogéologique (surcreusement d un cours d eau proche par exemple). Enfin, il convient aussi de s assurer que cette baisse de la productivité n est pas conjoncturelle et liée alors à des raisons climatiques (saison sèche très marquée, succession d années sèches, notamment en période hivernale de recharge, etc.). C est seulement après avoir vérifié l ensemble des éléments précédents qu il conviendra d examiner la forêt sur ses possibles responsabilités quant àla baisse des débits. Évaluer les effets hydrologiques de la forêt À ce stade, se pose la question de savoir comment fonctionne la forêt d un point de vue hydrologique. Cette étape, basée sur la modélisation des bilans hydriques, reste très délicate et incertaine compte tenu des caractéristiques hydrogéologiques du système et de la disponibilité des données d entrée nécessaires au paramétrage des modèles existants (mesures de débits, données météorologiques, données pédologiques, estimation du LAI). Néanmoins, certains outils comme Biljou (11) permettent d établir des bilans hydriques forestiers et de simuler les effets des scénarios d évolution d occupation des sols ou l impact d une modification de la typologie des peuplements sur les pluies efficaces, c est-à-dire sur le flux d eau disponible pour les écoulements de surface ou souterrains. (11) Le modèle BILJOU (Granier et al., 1999) fonctionne au pas de temps journalier et permet de quantifier chacun des flux du bilan hydrique d une parcelle forestière : transpiration des arbres, interception des précipitations, pluie sous couvert et évaporation du sol et de la végétation basse. L eau excédentaire (ou pluie efficace) est alors calculée in fine. Toutefois, il faut savoir que le modèle, au contraire de SEMEAU, ne comprend pas de module hydrologique. Le cheminement du flux d eau drainée au-dessous de la zone enracinée n est pas considéré (Granier et al., 2012). Les paramètres nécessaires au fonctionnement du modèle caractérisent le site : type de forêt (feuillus, résineux, mélange), caractéristiques du couvert (indice foliaire, phénologie) et du sol. Le modèle utilise les variables climatiques classiquement mesurées par Météo-France : température et humidité de l air, rayonnement, vitesse du vent et pluie. Les quatre premières variables permettent de calculer l ETP (voir https://appgeodb.nancy.inra.fr/biljou). 436 Rev. For. Fr. LXV - 5-2013
Aménagement et gestion Définir une politique de protection des eaux intégrant le rôle hydrologique des forêts Comme l a démontré le projet SEMEAU, l appréciation du fonctionnement hydrologique des forêts peut permettre de compléter une politique de protection des eaux par l intégration des processus forestiers. Cette approche ouvre un nouveau champ d investigations pour élargir le panel des solutions face aux problèmes de disponibilité et de partage de la ressource. L amélioration du fonctionnement hydrologique des forêts peut permettre d atténuer les impacts attendus du changement climatique sur la recharge des aquifères en favorisant l infiltration des eaux lors des événements pluviométriques de forte intensité et en réduisant l évapotranspiration des forêts sur les bassins versants à enjeu. Cette démarche en est encore au stade exploratoire. Les références techniques manquent. L utilisation des outils de modélisation demeure complexe et nécessite l accompagnement de spécialistes compétents, mais aussi d un minimum de données hydrométéorologiques et de caractérisation des bassins versants. Néanmoins, les perspectives de développement sont bien réelles et les résultats obtenus dans le cadre du projet SEMEAU sur l impluvium de Volvic témoignent de l intérêt de poursuivre vers une meilleure intégration des forêts dans les politiques de l eau. En zone agricole de plaine enjeu qualitatif de sauvegarde des captages menacés En zone agricole de plaine, les acteurs de l eau prêtent généralement peu attention aux forêts existantes. En revanche, le boisement constitue dans ce contexte une solution possible en complément des politiques agricoles de réduction des intrants. L intérêt du boisement est de bénéficier d un couvert végétal très favorable à la qualité de l eau, avec également des pratiques de gestion sécurisantes pour l eau et inscrites sur le long terme. On a ainsi recensé 2 200 hectares de boisements de protection de captage dans le grand ouest de la France (Boudry, 2008). Selon le mode d occupation du territoire antérieur, boiser peut néanmoins impliquer des coûts d opportunité (12) importants. L efficacité des boisements est également à raisonner selon l inertie des systèmes hydrologiques, en lien notamment avec les temps de transfert des eaux. Ainsi, il est important de bien anticiper les bénéfices réels du boisement (effet réel à terme, temps nécessaire pour l atteinte de ce bénéfice) afin de ne pas générer d insatisfaction et de frustration, notamment auprès des acteurs de terrain impliqués dans la mise en œuvre de telles politiques (forestiers, agriculteurs, collectivités). Sur de petits bassins versants jusqu à 200 ha environ le boisement peut s avérer une solution très efficace, car un projet de quelques dizaines d hectares peut fortement modifier le taux de boisement du bassin versant et produire des effets sur la qualité des eaux, par dilution. Quel taux de boisement atteindre pour contrecarrer les pollutions diffuses (nitrates, pesticides)? Il dépend des pressions polluantes sur les autres terrains. Néanmoins, avec un ordre de grandeur de 30 % de taux de boisement, un bassin versant produit généralement des eaux dont la teneur en nitrates reste inférieure à la limite de 50 mg/l (Benoît et al., 2002). Sur de plus grands bassins, le boisement doit nécessairement s articuler avec d autres mesures, agricoles en particulier. Il est recommandé de cibler pour le boisement les zones les plus vulnérables aux pollutions (nappe peu profonde, plus perméables, temps de transfert court vers le captage, axes de ruissellement, zones non soumises à des processus de dénitrification naturelle ). Les retours d expériences sur la calibration des boisements et leur efficacité sont partiels. (12) Les coûts d opportunité du boisement représentent les coûts liés au passage d une activité économique antérieure à une activité forestière moins rémunératrice mais plus favorable à la qualité de l eau. Rev. For. Fr. LXV - 5-2013 437
CÉDRIC FERMOND OLIVIER FERRY JULIEN FIQUEPRON PATRICK LACHASSAGNE SIMON ROUQUET Néanmoins plusieurs exemples montrent des résultats probants. En 6 ans, les 70 ha boisés sur le secteur des drains de Rennes ont contribué àlabaisse de 15 mg/l des teneurs en nitrates des eaux brutes. Le site de Plabennec montre une baisse de 40 mg/l des teneurs en nitrates des eaux brutes, 15 ans après le boisement de 5,3 ha d un bassin versant agricole de 30 ha. Il ne faut pas présenter le boisement comme une solution miracle ; néanmoins, il mérite une place de choix dans la boîte à outils des mesures de protection des ressources en eau potable. Au-delà de ses effets directs sur la qualité de l eau, le boisement constitue aussi une mesure emblématique. L intérêt du bocage en termes agronomique et de biodiversité n est aujourd hui plus discuté compte tenu de sa capacité à abriter des espèces favorables à la lutte intégrée contre les ravageurs, de ses effets positifs sur l aérologie et l insolation, de sa capacité à limiter l érosion des sols, des compléments nutritifs voire médicinaux apportés par les haies en zone d élevage. Le boisement périphérique de terre agricole s avère ainsi être un excellent outil pour les productions en agriculture biologique. Le retour de l arbre, matérialisé par le développement de l agroforesterie, et de la forêt est un signal fort pour la reconquête de la qualité de l eau qui s inscrit dans une démarche globale et intégrée et témoigne d une volonté de conduire une politique durable. Comment intégrer les enjeux forestiers dans les politiques territoriales de l eau? Il existe principalement deux niveaux d intégration. À l échelle de chacun des sept grands bassins hydrographiques du Pays, le comité de bassin élabore un schéma directeur d aménagement et de gestion des eaux (SDAGE) qui fixe les grandes orientations de la politique de l eau sur ce bassin. Les acteurs forestiers ne sont pas représentés en tant que tels dans les comités de bassin, contrairement aux acteurs agricoles et industriels qui sont par ailleurs directement concernés par les redevances du fait de l impact de leur activité sur la consommation et sur la pollution de l eau. Les acteurs forestiers peuvent toutefois exposer leurs propositions en participant aux consultations organisées par le comité de bassin en phase d élaboration ou de révision du SDAGE. Ils peuvent aussi dialoguer directement avec l agence de l eau et la DREAL de leur bassin, comme cela a été illustré dans le bassin Rhône-Méditerranée et Corse, à l occasion du projet européen LIFE Forests for Water. Ce projet a produit en 2007 des propositions de prise en compte du rôle de la forêt dans les orientations du SDAGE qui était en cours de révision. Ce dialogue direct, entretenu depuis par d autres projets européens pilotes, a notamment permis de mener des actions partenariales sur la restauration de zones humides forestières, sur la morphologie des cours d eau (transferts sédimentaires), sur la protection de la ressource en eau potable. L autre échelle d intervention, plus locale, est celle du schéma d aménagement et de gestion des eaux (SAGE) établi et coordonné par une commission locale de l eau (CLE), à l échelle d un bassin versant de taille variable, mais dont la caractéristique est d être «à enjeux»(par exemple celui de l Arve, en Haute-Savoie, couvre le tiers du département, du Mont-Blanc au lac Léman). Un SAGE constitue une déclinaison locale des orientations fondamentales du SDAGE, en les traduisant en prescriptions d usage ou en programmes d action, élaborés de manière concertée entre les différents acteurs présents et ayant des intérêts sur le bassin. Les acteurs forestiers peuvent faire partie de la commission locale de l eau et, à ce titre, apporter directement leur contribution au contenu du SAGE. Dans la pratique, l intégration des enjeux forestiers dans ces schémas stratégiques que sont les SDAGE et les SAGE ne pose pas de problème de principe. Les acteurs de l eau sont en général tout à fait ouverts à la prise en compte des propositions des forestiers car ils reconnaissent aisément l impact positif du couvert forestier sur les milieux aquatiques et la ressource en eau. 438 Rev. For. Fr. LXV - 5-2013