EDF Guyane - Petit Saut

25 ANS DE SURVEILLANCE ENVIRONNEMENTALE DU LAC DE PETIT-SAUT

Études d’impact environnemental et mise en place d’un suivi écologique de grande ampleur :

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LA NAISSANCE

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LA JEUNESSE

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LA MATURITÉ

3

01

La naissance :

02

une modification drastique de l’environnement.

La jeunesse : une évolution progressive de l’écologie de la retenue

3772

kilomètres de berges, de très nombreuses îles forestières, des zones d’eau libre au niveau de l’ancien chenal du fleuve et une importante zone de forêt ennoyée.

Les études d’impact environnemental ont débuté dès 1983 Le remplissage de la retenue a débuté le 6 janvier 1994.

•A quatique (physico-chimie, échange gazeux, hydrobiologie, poissons)

La Sinnamary a dès lors peu à peu cédé la place au réservoir de Petit Saut, transformant un système de type « rivière » et forêt tropicale en un système de type « lac ».

•P rotection de la faune terrestre : plan de sauvetage (plus de 5 000 animaux capturés) et de suivi des animaux déplacés, modifications écologiques et comportementales

Les études d’impact environnemental ont débuté dès 1983. Le plan d’action prévoyait la mise en place d’un suivi écologique de grande ampleur (dès 1991) qui comprenait 3 grands volets :

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•U n ensemble d’autres actions : suivi des débits et du massif forestier, programme archéologique.

Pendant les premiers mois du remplissage le suivi de la qualité d’eau a vite mis en évidence un phénomène de désoxygénation à l’aval. Le remplissage de la retenue a été stoppé le temps de mettre en place le seuil oxygénant à l’aval. Le premier remplissage total a été atteint le 28 juillet 1995.

Dans la retenue, l’ennoiement des sols et l’augmentation du temps de séjour de l’eau (l’eau ne se renouvelle qu’environ 2 fois par an en moyenne) a provoqué très rapidement (quelques semaines) la désoxygénation quasi totale de la colonne d’eau. Cette désoxygénation de la retenue s’est ressentie aussi en aval des turbines. Le seuil s’avérait alors très efficace pour augmenter le niveau d’oxygène. Cette désoxygénation s’est accompagnée d’une augmentation de la concentration dans l’eau d’autres composés chimiques tels que l’ammonium, le fer, les sulfures mais également des gaz à effet de serre (dioxyde de carbone et le méthane). Concernant justement les gaz à effet de serre, on peut dire que l’étude de ce phénomène sur les réservoirs

hydroélectriques est quasiment née avec Petit Saut et grâce aux études réalisées depuis la mise en eau. De très nombreuses études (thèses…) sur le sujet ont permis des avancées majeures. Ainsi par exemple, il a été clairement démontré que les émissions fortes les premières années, étaient très majoritairement liées au carbone organique présent dans les feuilles et les sols (et non dans les troncs des arbres très difficilement dégradables). Très rapidement après la mise en eau, les arbres y meurent, perdent leurs feuilles et laissent place à un paysage unique. Progressivement sous l’effet des altérations météorologiques, la densité de cette forêt d’arbres morts diminue par la chute dans la retenue des houppiers et des branches les plus fragiles.

Cette métamorphose construit au fil des ans de nouveaux habitats, tant aquatiques qu’aériens, supports d’un nouvel écosystème avec ses fonctions et sa biodiversité. L’écosystème de la retenue de Petit Saut est alors singulier par sa taille, sa complexité et par le fait d’être situé dans l’un des plus importants hot-spots mondiaux de biodiversité. Il se caractérise par un paysage particulier avec une forêt primaire riveraine sur 3772 km de berges, de très nombreuses îles forestières, des zones d’eau libre au niveau de l’ancien chenal du fleuve et une importante zone de forêt ennoyée.

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03

La maturité : un système désormais à l’équilibre ?

crédit photo © Aquasearch Benjamin de Montgolfier

7-8 m

Épaisseur de la couche oxygénée en surface de la retenue.

Aujourd’hui, la retenue a atteint un état stabilisé. Le réservoir est toujours stratifié avec une eau de surface riche en oxygène mais une eau au fond qui en est dépourvu. Cela dit, l’épaisseur de la couche

oxygénée en surface de la retenue a augmenté, assez rapidement au début, plus lentement aujourd’hui, et atteint désormais environ 7-8 m en moyenne. La qualité de l’eau en aval des turbines s’est également améliorée et

le seuil ne serait plus nécessaire toute l’année. Les émissions de gaz à effet de serre ont également fortement diminuées depuis le début et sont désormais stables.

Evolution de la zone oxygénée de Petit Saut depuis la mise en eau (Bonnet, 2018)

En 2019, pour affiner notamment nos connaissances sur les émissions de GES le projet C-tropic est lancé, en partenariat avec plusieurs organismes de recherche. En focalisant sur le rôle des écosystèmes aquatiques amazoniens dans le cycle du carbone, il a permis de livrer des résultats intéressants (encore partiels) sur le rôle de la forêt noyée. Ainsi les apports de carbone par les troncs ont été quantifiés, mettant en évidence la faible évolution des bois immergés, d’autant plus dans la zone anoxique (5% de perte de densité depuis 25 ans). Par ailleurs la forêt ennoyée

Les émissions de gaz à effet de serre ont fortement diminué et sont désormais stables. est le support d’un biofilm conséquent qui a été étudié. Il s’avère que les activités méthanogènes et méthanotrophes y sont du même ordre, signifiant que la plupart du méthane produit semble être oxydé ( = consommé) sur place au sein même du biofilm. Concernant la méthylation du mercure, une étude met en évidence le rôle majeur des microorganismes planctoniques (Huguet et al., 2010). Elle identifie un effet antagoniste du biofilm dans ce processus. En présence de biofilm, l’activité de méthylation du mercure par les microorganismes planctoniques tend à diminuer significativement.

support d’une activité métabolique favorable à diminuer la part du méthane et constitue par ailleurs un rôle clef en tant qu’habitat aquatique (zone d’alimentation, support de ponte, refuge des jeunes stades piscicoles,…). Par ailleurs la partie émergée des bois est également un support de biodiversité en offrant à certaines espèces des habitats rares dans la forêt originelle (espèces qui profitent des cavités des bois morts : pics, hirondelles, perroquets, chauvessouris, reptiles et insectes).

Cela confirme le rôle prépondérant de cette forêt dans l’équilibre atteint. Sa contribution aux émissions de GES est faible, elle est le

Evolution des concentrations en gaz à effet de serre à Petit Saut depuis la mise en eau (Colas et al., 2020)

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Hirondelles

Chauve-souris (Saccopteryx sp.)

Perroquet papegeai maillé

Biodiversité dépendante de la présence des arbres morts. Les autres investigations du programme C-tropic sur l’évolution des sols, la production autochtone, les processus de transformation du carbone et la microbiologie impliquée permettent d’affiner notre connaissance du cycle du carbone sur la retenue. Très récemment (2018-2019), l’INRAE/OFB a évalué le potentiel écologique de la retenue selon les critères de la Directive Cadre sur l’Eau.

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Une synthèse de toutes les données acquises depuis la mise en eau a été réalisée. Les conclusions sont que la retenue se classe comme une masse d’eau à bon potentiel écologique, que les principales pressions sur la retenue sont liées à l’orpaillage, et que la diversité biologique est faible dans les zones d’eau libre mais bonne dans les zones de forêts noyées. D’ailleurs la plupart des mesures

Singe hurleur

Caïman à lunettes

Loutre géante

©refletsdeaudouce

Epiphytes

Un lieu d’observation privilégié de la qualité de l’écosystème.

d’atténuation proposées tournent autour de la préservation de ces forêts. A ce titre, elle a été classée comme éléments essentiel dans le maintien du bon état écologique de la masse d’eau.

aux espèces de circuler sans être totalement à découvert. L’équilibre progressif de la nouvelle masse d’eau, confèrent au site un attrait indéniable pour la faune sauvage.

Enfin, les zones de forêt primaire tout autour du lac, la tranquillité du site, les nombreuses îles, les importantes zones de forêt inondée permettent

On peut par exemple y observer jaguars, tapirs, singes atèles et hurleurs, caïmans…,

toute espèce extrêmement difficile à observer ailleurs. C’est également une zone extrêmement favorable à l’espèce emblématique qu’est la loutre géante, qui s’y reproduit.

alimentaires suffisantes grâce à l’amélioration de la qualité d’eau de la retenue, peu de dérangement du fait d’une faible pression anthropique. Sa présence sur le site incarne la qualité de l’équilibre atteint par la retenue après 25 ans d’existence.

Elle y trouve un habitat favorable au sein des iles, des nombreuses anses et de la forêt noyée, des ressources

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01

Naissance :

Mise en eau 01/94 Installation seuil: 02/95 Fin remplissage: 07/95

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Jeunesse :

Evolution progressive de l’écologie

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Maturité :

Un système qui tend vers l’équilibre. 2019 : Classement du Lac de Petit Saut par l’OFB en « Bon potentiel Ecologique »

03

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Delmas, R., Galy‐Lacaux, C., & Richard, S. (2001). Emissions of greenhouse gases from the tropical hydroelectric reservoir of Petit Saut (French Guiana) compared with emissions from thermal alternatives. Global Biogeochemical Cycles, 15(4), 993-1003.

Il ne s’agit là que des articles référencés sur les sites de recherche scientifique (google Scholar et Scopus). Cette liste, loin d’être exhaustive, inclut les articles scientifiques de rang A et les thèses.

Delmas, R., Richard, S., Guérin, F., Abril, G., Galy-Lacaux, C., Delon, C., & Grégoire, A. (2005). Long term greenhouse gas emissions from the hydroelectric reservoir of Petit Saut (French Guiana) and potential impacts. In Greenhouse gas emissions—fluxes and processes (pp. 293-312). Springer, Berlin, Heidelberg. Dominique, Y. (2006). Contamination par les différentes formes chimiques du mercure de la composante biologique du barrage hydroélectrique de Petit-Saut et des zones amont/aval du fleuve Sinnamary, en Guyane française (études in situ et approches expérimentales) (Doctoral dissertation, Bordeaux 1).

Sont notamment exclus :

Dominique, Y., Maury‐Brachet, R., Muresan, B., Vigouroux, R., Richard, S., Cossa, D., ... & Boudou, A. (2007). Biofilm and mercury availability as key factors for mercury accumulation in fish (Curimata cyprinoides) from a disturbed Amazonian freshwater system. Environmental Toxicology and Chemistry: An International Journal, 26(1), 45-52.

• Les innombrables rapports de stage

Dumestre J., Labroue L, Galy-Lacaux C, Reynouard C, Richard S (1997) Biomasses et activités bactériennes dans la retenue et à l’aval du barrage de Petit-Saut (Guyane) : influence sur les émissions de méthane et la consommation d’oxygène. Hydroécologie Appliquée 1–2:139–167

• Les rapports mensuels et annuels de synthèse du monitoring d’Hydreco

Dumestre JF, Vaquer A, Gosse P, Richard S, Labroue L (1999) Bacterial ecology of a young equatorial hydroelectric reservoir (Petit Saut, French Guiana): Evidence of reduced compound exhaustion and bacterial community adaptation. Hydrobiologia 400:75–83

• Les multiples communications orales à des congrès, conférences, réunions publiques etc…

Dumestre, J. F. (1998). Ecologie microbienne de la retenue hydroélectrique de petit saut (Guyane). mise en place de communautés bactériennes oxydantes-conséquences sur les émissions de gaz polluants et sur la désoxygénation de l’eau, dans le lac et dans le fleuve en aval (Doctoral dissertation, Toulouse). Dumestre, J. F., Casamayor, E. O., Massana, R., & Pedrós-Alió, C. (2002). Changes in bacterial and archaeal assemblages in an equatorial river induced by the water eutrophication of Petit Saut dam reservoir (French Guiana). Aquatic Microbial Ecology, 26(3), 209-221.

Abril G, Guérin F (2007) Les barrages tropicaux, émetteurs de gaz à effet de serre. Pour Sci Abril G, Guérin F, Richard S, Delmas R, Galy-Lacaux C, Gosse P, Tremblay A, Varfalvy L, Santos M. Dos, Matvienko B (2005) Carbon dioxide and methane emissions and the carbon budget of a 10-year old tropical reservoir (Petit Saut, French Guiana). Global Biogeochem Cycles 19:1–16 Abril G, Parize M, Pérez MAP, Filizola N (2013) Wood decomposition in Amazonian hydropower reservoirs: An additional source of greenhouse gases. J South Am Earth Sci 44:104–107 Abril G, Richard S, Guérin F (2006) In situ measurements of dissolved gases (CO2 and CH4) in a wide range of concentrations in a tropical reservoir using an equilibrator. Sci Total Environ 354:246–251 Adame MF, Alcocer J, Escobar E (2008) Size-fractionated phytoplankton biomass and its implications for the dynamics of an oligotrophic tropical lake. Freshw Biol 53:22–31 Amouroux, D., Wasserman, J. C., Tessier, E., & Donard, O. F. (1999). Elemental mercury in the atmosphere of a tropical Amazonian forest (French Guiana). Environmental Science & Technology, 33(17), 3044-3048. Artemis (2017) Analyse du phytoplancton de la retenue de Petit Saut (Guyane) Campagne 2016. Blake, G. (1997). Les radeaux de végétation de la retenue de Petit-Saut (Guyane). Hydroécologie Appliquée, 9, 195-211. Bonner, A., Baudoin, J. M., & Laplace-Treyture, C. (2020). Appui à la Guyane pour la définition du potentiel écologique de la retenue de Petit-Saut: Programme de Surveillance DCE (Doctoral dissertation, irstea). Bouvier D (2016) Suivi des macroinvertébrés benthiques du fleuve Sinnamary (Guyane Française). Année 2015. Etude des communautés d’invertébrés aquatiques du Sinnamary et étude temporelle des stations de suivi. Bouvier D, Clavier S, Reun S Le (2012) Estimation de la biomasse zooplanctonique de la retenue de Petit Saut (Guyane Française) - Année 2011.

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