L étude thermique globale Rhône :

L étude thermique globale Rhône : Les phases 1 à 4 2-212 A.POIREL (EDF-DTG)

Le bassin du Rhône et les grands aménagements

Le bassin du Rhône et les grands aménagements St Alban Bugey Cruas Tricastin

Partie 1 : Les résultats scientifiques Phase 1 : Quelle est l histoire thermique du Rhône, comment la température de l eau a-t-elle évolué depuis les années 197 Phase 2 : Quels processus expliquent ces températures observées, Quelle est la part des rejets chauds des CNPE dans les températures observées Phase 3 : Quel est l histoire biologique du Rhône, Quelles sont les grandes évolutions constatées, Est-ce que les températures ou d autres paramètres expliquent cette histoire. Phase 4 (en cours) : zoom sur des «verrous» scientifiques, nouvelles approches historiques (contextualisation de l histoire) ou locales (passage de la connaissance «en moyenne» à la connaissance de détail proche du rejet).

1.1 : Résultats de la Phase 1 Etude 2-23 percutée par la canicule réactualisée 24 Evolution de la moyenne par période de 5 années T en C 16. 15. 14. 13. 12. 11. 1. POUGNY CREYS BUGEY JONS LOIRE SAINT ALBAN SOYONS CRUAS TRICASTIN ARAMON ARAMON TRICASTIN CRUAS SOYONS SAINT ALBAN LOIRE JONS BUGEY CREYS POUGNY 77-79 8-84 85-89 9-94 95-99 2-3 9.

1.1 : Résultats de la Phase 1 Etude 2-23 percutée par la canicule réactualisée 24 Evolution de la moyenne par période de 5 années T en C 16. 15. 14. 13. 12. 11. 1. POUGNY CREYS BUGEY JONS LOIRE SAINT ALBAN SOYONS CRUAS TRICASTIN ARAMON ARAMON TRICASTIN CRUAS SOYONS SAINT ALBAN LOIRE JONS BUGEY CREYS POUGNY 77-79 Il y a une évolution amont-aval et temporelle des températures de l eau y compris celles des affluents, y compris en amont des CNPE 8-84 85-89 9-94 95-99 2-3 9.

Phase 1 : l él état thermique du fleuve Saône Pt Chazey (1976) Couzon (1976) Loire/R (1977) Ain Rhône Pougny (1974) Creys (1976) Bugey (1977) Description statistique fine des longues séries (1978-1999) de températures de l eau mesurées sur le Rhône du Léman à la Méditerranée Rhône St Alban (1976) Peyraud (1984) R de Glun (1993) Soyons (1977) Cruas (1977) Tricastin (1976) Aramon (1976) Rhône Isère Jons (1976) Beaumont (1977) Durance Suite à la Canicule de 23, il a été décidé de réactualiser la phase 1 en préalable à la phase 2 en ajoutant les années 2-23

Phase 1 : l él état thermique du fleuve Température de l eau moyenne annuelle 1977 1978 1979 198 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 Arve => Légende Pougny Fier => 9-1 C Creys 1-11 C 11-12 C Bugey 12-13 C Ain => 13-14 C Jons 14-15 C Saône => 15-16 C Loire 16-17 C 17-18 C Saint Alban Seuil de Peyraud Roche de Glun Soyons Cruas Isère => Dome => Tricastin Ardèche & Durance=> Aramon 199 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 Temps Aval Amont Pont de Chazey Couzons Beaumont Monteux Affluents

Phase 1 : l él état thermique du fleuve Evolution comparée sur 2 périodes de la température moyenne du mois le plus chaud de période de retour 5 ans Comparaison des évolutions amont-aval sur les 2 périodes (TMNA5) 27. 25. 23. 21. 19. 17. 15. Pougny Creys Bugey Chazey Jons Couzon Loire T en C StAlban Beaumont Soyons Cruas Tricastin Aramon Second plan : [1988-23] Premier plan : [1977-1987] Ain Saône Isère

Phase 1 : l él état thermique du fleuve Les conclusions de la phase 1 : Augmentation des températures d amont en aval mais aussi avec le temps Evolutions temporelles centrées sur la période printanière et estivale Le Rhône n est pas à l équilibre avec l atmosphère : la T Eau à Arles dépend de la T Eau à Genève il s en est approché en 23. L Isère joue un rôle d affluent froid comme l Arve (effets contradictoires en 23 avec des températures supérieures à la normale compensées par des débits forts dus aux apports glaciaires). La dérive temporelle débute vers 1987-88 avec des températures de 1 C à 2 C plus chaudes aujourd hui Avec la réactualisation qui inclus les données 2-23, les statistiques calculées sur 1977-1999 sont peu modifiées (mais toujours à la hausse) avec 4 années supplémentaires : confirme la stabilité des indicateurs thermiques établis sur plus de 2 années.

1.2 : Résultats de la Phase 2 dt en C 4.5 4. 5% ------[25% Médiane 75%]------ 95% Echauffements des CNPE en différents points du Rhône Valeurs modélisées + théoriques (au droit des CNPEs) 3.5 3. 2.5 2. 1.5 1..5. Précision de la mesure Ech à BUG théorique Ech à JON Ech amt SAL Ech avl SAL théorique* Ech à RGL Ech amt TRI Ech Avl TRI théorique* Ech amt ARA *: échauffement résiduel amont des CNPE + échauffement théorique du CNPE Période 1991-23

1.2 : Résultats de la Phase 2 dt en C 4.5 4. 5% ------[25% Médiane 75%]------ 95% Echauffements des CNPE en différents points du Rhône Valeurs modélisées + théoriques (au droit des CNPEs) 3.5 3. 2.5 2. 1.5 1..5. Précision de la mesure Ech à BUG théorique Ech à JON Ech amt SAL Ech avl SAL théorique* Ech à RGL Ech amt TRI Ech Avl TRI théorique* Ech amt ARA *: échauffement résiduel amont des CNPE + échauffement théorique du CNPE Il n y a pas cumul Période des échauffements 1991-23 d amont en aval mais il subsiste un résiduel variable le long du Fleuve, conjugaison de multiples facteurs. Pour un échauffement théorique médian de 3.5 C, il subsiste un échauffement résiduel médian de 1 C à Aramon

1.2.1 : Les échauffements théoriquesdes CNPE Structure des échauffements calculés à partir de la Puissance évacuée et du Débit du Rhône sur le CNPE de St Alban 5 -Régime annuel sur les moyennes mensuelles ECH en C 6 Maxi Moy Mini Représente respectivement le maximum, la moyenne et le minimum par mois des moyennes mensuelles sur la période de référence. 4 2.88 1.4 1.5 1.21 1.3.9.86 1.4 1.37 1.19.86.91 Jan Fév Mar Avr Mai Jui Jul Aout Sept Oct Nov Déc

1.2.2 : Fonctionnement thermique du Rhône Suivi longitudinal de la "goutte froide" du 24 juin 23 : mise en évidence des phénomènes de transfert amont-aval 28, T Air 26, 24, 22, 2, 18, 16, Pougny Bugey amont St Alban amont Tricastin amont 14, 12, 21/6 23/6 25/6 27/6 29/6 1/7 3/7 5/7 7/7 9/7 11/7

1.2.2 : Fonctionnement thermique du Rhône Suivi longitudinal de la "goutte froide" du 24 juin 23 : mise en évidence des phénomènes de transfert amont-aval 28, T Air 26, 24, 22, 2, 18, 16, 14, Bugey Pougny Bugey amont St Alban amont Tricastin amont 12, 21/6 23/6 25/6 27/6 29/6 1/7 3/7 5/7 7/7 9/7 11/7

1.2.2 : Fonctionnement thermique du Rhône Suivi longitudinal de la "goutte froide" du 24 juin 23 : mise en évidence des phénomènes de transfert amont-aval 28, T Air 26, 24, 22, 2, 18, 16, 14, 12, Bugey Ain+Saône Pougny Bugey amont St Alban amont Tricastin amont 21/6 23/6 25/6 27/6 29/6 1/7 3/7 5/7 7/7 9/7 11/7

1.2.2 : Fonctionnement thermique du Rhône Suivi longitudinal de la "goutte froide" du 24 juin 23 : mise en évidence des phénomènes de transfert amont-aval 28, T Air 26, 24, 22, 2, 18, 16, 14, 12, Bugey St Alban Ain+Saône Isère Pougny Bugey amont St Alban amont Tricastin amont 21/6 23/6 25/6 27/6 29/6 1/7 3/7 5/7 7/7 9/7 11/7

1.2.2 : Fonctionnement thermique du Rhône Suivi longitudinal de la "goutte froide" du 24 juin 23 : mise en évidence des phénomènes de transfert amont-aval 28, T Air 26, 24, 22, 2, 18, 16, 14, 12, Bugey Ain+Saône St Alban Isère Pougny Bugey amont St Alban amont Tricastin amont 21/6 23/6 25/6 27/6 29/6 1/7 3/7 5/7 7/7 9/7 11/7 Le transfert amont-aval des températures de l eau est influencé par la température de l air, la dilution des affluents et les rejets thermiques

1.2.3 : échauffements moyens et extrêmes dt en C 4.5 5% ------[25% Médiane 75%]------ 95% Echauffements des CNPE en différents points du Rhône Valeurs modélisées + théoriques (au droit des CNPEs) 4. 3.5 3. 2.5 dt en C 4.5 4. 5% ------[25% Médiane 75%]------ 95% Echauffements des CNPE en différents points du Rhône Valeurs modélisées + théoriques (au droit des CNPEs) 2. 1.5 1. 3.5 3. 2.5.5. Ech à BUG théorique Ech à JON Ech amt SAL Ech avl SAL théorique* *: échauffement résiduel amont CNPE + échauffement théorique du CNPE Ech à RGL Ech amt TRI Ech Avl TRI théorique* Précision de la mesure Ech amt ARA 2. 1.5 1..5 dt en C 6. Tam Bugey > 2 C Echauffements des CNPE en différents points du Rhône Valeurs modélisées + théoriques (au droit des CNPEs) 5% ------[25% Médiane 75%]------ 95%. Précision de la mesure Ech à BUG théorique Ech à JON Ech amt SAL Ech avl SAL théorique* Ech à RGL Ech amt TRI Ech Avl TRI théorique* Ech amt ARA 5. 4. *: échauffement résiduel amont des CNPE + échauffement théorique du CNPE Période 1991-23 3. 2. 1.. Précision de la mesure Ech à BUG théorique Ech à JON Ech amt SAL Ech avl SAL théorique* *: échauffement résiduel amont CNPE + échauffement théorique du CNPE Ech à RGL Ech amt TRI Ech Avl TRI théorique* Ech amt ARA Somme des éch. > 6 C

1.2. : Conclusions de la Phase 2 Complexité des phénomènes expliquant la température : 1) propagation amont-aval; 2) climatologie- T Air ; 3) rejets thermiques ; 4) débits ;. les Echauffements médians du Rhône sont dans la gamme [.5 1.7] C, y compris à l aval immédiat des CNPE Confirmation du non-cumul des échauffements d amont en aval mais existence d un échauffement résiduel d un site sur l autre Somme des échauffements instantanés des 3 CNPE = 3.5 C il en reste un résiduel = + 1 C par rapport à la T Naturelle à l aval du Rhône (Aramon) Lorsque les températures d eau amont sont élevées, les échauffements des CNPE sont plus faibles en moyenne. Les forts échauffements, correspondent à des bas débits et à des températures d eau plutôt fraîches ; ils se dissipent donc plus rapidement.

1.3 : Résultats de la Phase 3 1992-21 : Augmentation de T et/ou baisse O2 Crues mars 21 - nov. 22 Faune : Une dérive des populations sous l effet de la chimie des eaux et des grandes crues et canicules Pas de différence entre l amont et l aval des centrales Crues hiver 93-94 1993 1992 1994 1995 2 1998 1999 1996 21 1997 Traitement statistique ACP-analyse multi-tableaux-acom 2 ans 1985-24 4 CNPE, 14 stations Canicule 1985-1991 vs. 1992 : Effet de l amélioration de l O2 (compensation temp. vs. chimie et/ou effet retard des conditions 89-9 (T élevée et Q faible) 1989 1986 1985 1991 199 1988 1987 22 23 24 1985-1991 : Amélioration de la chimie et effet ponctuel du débit (89-9) Structure temporelle des macroinvertébrés Source : JF.Fruget & P.Bady Pos t canicule

1.3.1 : Evolutions chimiques Haut-Rhône Bas-Rhône.8 PO4 3 2.5.6 2 PO4.4 1.5.2 1.5 1.8 NH4 1.8 NH4.6.6.4.4.2.2 Une diminution notable de certains polluants sur la période

1.3.2 : Evolutions hydrologiques

1.3.2 : Evolutions hydrologiques

1.3.3 : Evolutions biologiques 1 1 r 2 =.99 (***) r 2 =.77 (***) F1 5 F1 5-5 1 2 3 4 Abondance totale (Σ(log(x+1)) -5 5 1 15 Richesse spécifique Abondance totale ( log(x+1)) 4 Péage de Roussillon 3 2 1 Richesse spécifique 15 1 5 4 3 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 Montélimar 15 1 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 2 1 5 4 3 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 Donzère-Mondragon 15 1 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 2 1 5 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 4 3 Caderousse 15 1 2 1 5 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4

1.3.3 : Evolutions biologiques F1 3 2 1 5 r 2 =.99 (***) -5 1 2 3 4 Abondance totale (Σ(log(x+1)) Abondance totale ( log(x+1)) 4 Péage de Roussillon 1 Nb de familles 4 3 2 1 4 3 2 1 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 Montélimar 8 7 6 5 4 3 2 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 1 Donzère-Mondragon F1 15 1 5 15 1 5 15 1 5 1 5 r 2 =.77 (***) - Richesse taxonomique 1985-24 - -5 5 1 15 Richesse spécifique Richesse spécifique 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 Richesse totale Richesse moyenne 4 3 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 Caderousse 15 1 BUG BUG BUGVa BUGVb SALA SALR SALV SALC CRU CRUR CRUV TRIA TRIR TRIV 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 Stations 2 1 5 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4 82 84 86 88 9 92 94 96 98 2 4

1.3.4 : Des «histoires» Débit/T Eau/Biologie 1992-21 : Augmentation de T et/ou baisse O2 Crues mars 21 - nov. 22 Crues hiver 93-94 1994 1995 2 1998 1999 1996 21 1997 Traitement statistique ACP-analyse multi-tableaux-acom 2 ans 1985-24 4 CNPE, 14 stations 1993 1992 Canicule 1985-1991 vs. 1992 : Effet de l amélioration de l O2 (compensation temp. vs. chimie et/ou effet retard des conditions 89-9 (T élevée et Q faible) 1989 1986 1985 1991 199 1988 1987 22 23 24 1985-1991 : Amélioration de la chimie et effet ponctuel du débit (89-9) Structure temporelle des macroinvertébrés Source : JF.Fruget & P.Bady Pos t canicule

1.3.4 : Des «histoires» Débit/T Eau/Biologie 1992-21 : Augmentation de T et/ou baisse O2 Crues hiver 93-94 1985-1991 vs. 1992 : Effet de l amélioration de l O2 (compensation temp. vs. chimie et/ou effet retard des conditions 89-9 (T élevée et Q faible) 1985-1991 : Amélioration de la chimie et effet ponctuel du débit (89-9) 1993 1992 Coordonnées factorielles des relevés sur l axe 1 de l analyse de co-inertie (tableau des poissons) 1989 1986 1985 1991 199 1988 1987 3.1 1994 1995 2 1998 1999 1996 21 1997 22-2.4 Source : JF.Fruget & P.Bady 87 Structure temporelle des macroinvertébrés Crues F1 mars 21 - nov. 22 Traitement statistique 1 2 ACP-analyse multi-tableaux-acom 2 ans 1985-24 4 CNPE, 14 stations Pos t canicule Canicule 85 86 83 84 23 95 88 82 99 92 94 96 24 98 91-2.4 3.1 Coordonnées factorielles des relevés sur l axe 1 de l analyse de co-inertie (tableau des variables physiques) 9 93 89 97 4 3 F1

1.3 : Conclusions de la Phase 3 L écosystème fluvial du Rhône français est fortement structuré par la pente, les affluents et par les aménagements hydrauliques. Le Bas Rhône est très homogène, la diversité se concentre dans les Tronçons court-circuités. La faune répond en synchronisme de St Alban à Tricastin. Le Haut-Rhône s en distingue fortement avec des peuplements plus diversifiés La qualité de l eau s est améliorée au cours des deux dernières décennies mais il peut subsister un risque lié aux micro-polluants. Les grandes crues (1993) ont amélioré la qualité des habitats sur le Bas-Rhône et ont favorisé les espèces de poissons rhéophiles et lithophiles, La régression des poissons et invertébrés d eau froide est nette sur le Haut Rhône. Les printemps et début d été plus chauds favorisent le recrutement et l abondance des cyprinidés sur le Bas-Rhône Sur le Bas-Rhône, l influence des espèces introduites envahissantes est nette. On n observe pas de différence biologique notable entre les stations amont et aval des CNPE à habitat équivalent. On observe des effets biologiques nets sur les stations où le rejet n est pas bien mélangé, pour des échauffements d au moins + 3 C à + 9 C mais ces zones sont très localisées dans l espace

1.4 : La Phase 4 : de nouvelles questions 1. Quelles sont les températures limites supportées par différents organismes? 2. Existe-t-il des «molécules» qui indiquent un stress dû à la température? 3. Comment la température influe-t-elle sur les cycles vitaux des organismes 4. La hausse de température constatée a-t-elle une influence sur les espèces introduites et/ou envahissantes? 5. Quelle est la répartition spatiale et temporelle des habitats y compris T C lorsque le fleuve est en crise thermique (habitat = hauteur d eau, vitesse, substrat, T C)? 6. Comment les poissons utilisent-t-ils ces habitats en période de crise thermique? et/ou d étiage? 7. Existe-t-il un ensemble d espèces d Invertébrés traduisant des effets thermiques? 8. Dans la configuration particulière du Rhône, quelles sont les rôles respectifs des retenues / chenal / tronçon court circuité en fonction des habitats, T, reproduction, dynamique de population? 9 : Description couplée des tendances à long terme de l hydrologie et de la thermique 1 : Effet de la température sur les midro-organismes non pathogènes (biofilm ) Des questions génériques Programme R&D EDF & des questions plus «rhodanienne» Etude Rhône Phase 4