1. Identifier le bassin versant et ses composantes
1.1 Définition bassin versant:
Le bassin versant est un territoire qui draine l'ensemble de ses eaux vers un exutoire commun, cours d'eau ou mer.
Le bassin versant est limité par des frontières naturelles: lignes de crêtes ou lignes de partage des eaux.
Les eaux de précipitations ou des sources ainsi que tous les éléments dissous ou en suspension (sédiments, pollution) s'écoulent vers l’exutoire.
1.2 Les différents types d' étang selon leur alimentation en eau:
Étang de bassin versant
Ce sont les eaux de pluies hivernales qui assurent leur remplissage par ruissellement.
Plus le bassin versant est grand et plus les quantités d'eau seront importantes à pluviométrie équivalente.
Ce type d'étang est le plus couramment rencontré en Europe et en France.
Étang de source
Ce sont des sources présentent à proximité de l'étang ou dans l'étang qui assurent l'approvisionnement en eau.
Le débit de ces sources est souvent fluctuant et il n'est pas rare qu'elles se tarissent en été.
Beaucoup d'étang disposent d'un contexte mixte d'alimentation en eau : Bassin versant et source.
Etang Ballastière
Cas très particulier, l'apport d'eau est assuré par la nappe phréatique (nappes d'eau superficielles).
Le niveau d'eau est étroitement lié aux variations saisonnière du niveau de la nappe phréatique.
Le fond de ces étangs est souvent très irrégulier avec des fosses (ex : carrière d'extraction de cailloux)
Étang en dérivation
Ce genre de situation correspond généralement au bief (canal) d'anciens moulins.
L'étang servait de réserve d'eau pour faire fonctionner la roue à aube du moulin, en particulier les périodes d'étiage.
Étang de barrage
Ce type d'étang est très rare dû à la complexité de gestion de l'alimentation en eau, la réglementation des cours d'eau empêchant les obstacles limitant la libre circulation des espèces aquatiques.
Ces étangs correspondent à des aménagement anciens, dans des zones marécageuses. L'alimentation en eau est assurée par un petit ruisseau dont le débit est nul en période d'étiage
1.3 Comparaison des différents types de bassins versants
Tableau de comparaison de 3 types de bassins versants selon leur couverture végétale
Avantages | Inconvénients | |
Forestier | -Qualité de l'eau non dégradée (absence de substances toxiques ou perturbatrices) | -Apport de matière organique (feuilles) -Eau peu minéralisée -Masse d'eau se réchauffant difficilement pour les étangs de moyenne altitude (Ex : Vosges, Massif Central, Morvan) -manque de lumière si présence d'arbres près des berges |
Prairie | -Bonne minéralisation de l'eau -Apport raisonnée (sans excès) de matière organique. -masse d'eau se réchauffant bien car généralement ce sont des étangs de plaine (altitude < 400 m) | -Qualité de l'eau dépendante des pratiques agricoles (fertilisation excessive, épandage excessif de lisiers) |
Culture | -Bon réchauffement de la masse d'eau -Bonne minéralisation quand cultures associées | -Qualité de l'eau dépendante des pratiques agricoles (mise à nu du sol et érosion des sols entraînant une turbidité de l'eau, fertilisation et utilisation de produits phytosanitaires) -Activité concurrentielle de la ressource en eau (irrigation) |
Exercice : TD 2 : Bilan hydrique
TD 2 : Réalisation d'un bilan hydrique
Réalisation du bilan hydrique en distinguant la période hivernale et estivale
Exercice : TD 3 : Réalisation d'un bilan hydrique
Réalisation du bilan hydrique en prenant en compte des objectifs de remplissage à une date donnée.
Pour un étang de 10 hectares et de 1,20 m de profondeur.
Le bassin versant est de 500 hectares avec un coefficient de ruissellement utile de 30 %.
Les précipitations observées sur la région sont réparties selon l'histogramme suivant.
Suite à une pêche réalisée le 14 octobre, ce pisciculteur réalise un assec du 15 octobre au 30 novembre.
Le pisciculteur souhaite un remplissage supérieur à 80 % de son étang avant le 1er juin.
Vérifier par le calcul que cela est possible compte tenu des pluies observées
1. Schéma de principe
2. Le biotope et la biocénose d'un étang
2.1 L'étang : un écosystème !
La majorité des étangs utilisée en aquaculture sont artificiels et de faible profondeur. Ils sont artificiels car créés par l'homme et servaient à l'origine à la production de poisson et/ou de réserve d'eau pour utiliser la force hydraulique.
Un étang est un écosystème caractérisé par son biotope et sa biocénose.
Définition : Le biotope
Le biotope correspond au milieu physique, support de toute vie essentiellement animale et végétale.
Il est caractérisé par des paramètres :
physiques (surface, profondeur, altitude, température,...)
chimiques (acidité, teneur en oxygène,...)
Définition : La biocénose
La biocénose regroupe l'ensemble des espèces vivant dans le biotope.
L'ensemble des individus d'une même espèce forme une population.
L'ensemble des populations forme le peuplement.
On parle ainsi d'un peuplement piscicole d'un étang formé de plusieurs populations de poissons.
2.2 Des interactions et des liens entre les deux
Les éléments globaux de l'écosystème étang (eau, substrat, peuplement) sont fonctionnellement indissociables.
La biocénose est étroitement liée au biotope et inversement la biocénose agit sur le biotope.
Chaque espèce animale ou végétale a des exigences vis à vis de la température, des précipitations, du type de sol.
Un animal ou une plante possède sa propre "niche écologique", c'est à dire son habitat, sa nourriture, son lieu de reproduction.
Le biotope est donc un espace plus ou moins grand, doté de caractéristiques propres servant d'habitat à une communauté vivante particulière.
Exemple :
La ceinture de végétation d'un étang maintient les berges et intercepte une partie des particules solides ou des engrais provenant des champs environnants.
La lumière peut -être en partie stoppée par des végétaux de surface comme les nénuphars ou les lentilles d'eau.
Le sédiment des étangs, sous l'action de poissons fouisseurs peut être remis en suspension et ainsi troubler l'eau. La pénétration de la lumière est ainsi limitée ce qui restreint le développement des algues.
2.3 Les relations entre les éléments de l'écosystème étang
Il existe des relations d'influence des éléments du biotope entre eux, des éléments de la biocénose entre eux et une influence des éléments biotope et biocénose entre eux.
Entre les éléments du biotope | Entre les éléments de la biocénose | Entre biotope et biocénose |
|---|---|---|
L'altitude influence la température de l'eau | La sangsue parasite la carpe | La lumière déclenche la prise de nourriture chez le brochet |
Le vent augmente l'évaporation de l'eau | Les herbiers servent de support de ponte | Les racines des végétaux stabilisent la berge |
La profondeur attenue la pénétration de la lumière | La larve de libellule mange les alevins | Les nénuphars limitent la pénétration de la lumière. |
Complément :
Chercher d'autres relations entre les éléments du biotope, entre les éléments de la biocénose puis entre le biotope et la biocénose.
2.4 La chaine alimentaire
Il existe de multiples autres formes de relations entre les éléments de la biocénose.
Dans un étang, il y a des prédateurs et des proies mais aussi des animaux qui se côtoient sans se gêner (Ex : moules et brochet)
Entre les végétaux, on observe différents types de rapport ; les végétaux se concurrencent pour les éléments nutritifs et ont souvent besoin d'espace et de lumière pour grandir.
Entre les animaux, les régimes alimentaires peuvent être très variés (herbivores, carnivores, omnivores) . Certains se comportent comme des parasites (sangsues).
Enfin, les cas de symbiose sont présents tant au niveau végétal que animal.
Les différentes relations entre les éléments de la biocénose
- prédateurs et proies ( carnassiers et poissons fourrage)
- concurrence des végétaux (végétaux de surface et phytoplancton)
- symbiose
La présence des plantes et des animaux est étroitement liée à la dynamique influencée par les pratiques aquacoles de l'exploitant (fréquence des vidanges, durée des assecs, densité et espèces animales présentes).
L'étang et ses différents ouvrages
3.1 Les différents rôles de l'étang
Il est possible de distinguer quatre types de services rendus par les étangs :
Services de soutien
Production primaire
Séquestration du carbone
Services d'approvisionnement
La production de poissons sauvages ou d'élevage
La production d'eau non potable
Services de régulation
Régulation de la qualité de l'eau
Protection contre les crues
Régulation de l'effet de serre
Contrôle des maladies
Services culturels
Rôle éducatif
Rôle esthétique et patrimonial
Pratique sportive et nautique
Soit au total, prés de 40 services écosystémiques rendus par les plans d'eau et étangs peu profonds.
http://www.hydrauxois.org/2020/09/les-lacs-et-plans-deau-peu-profonds.html
3.2 Schéma d'un étang
Vues de dessus et profil
3.3 Les principaux ouvrages d'un étang
33.1 La digue
Une digue est un ouvrage d'art qui doit retenir la masse d'eau.
Elle doit respecter certaines règles de réalisation (hauteur, largeur, ancrage, pente).
L'inclinaison des digues qui s'exprime en fonction de la hauteur pour limiter l'érosion.
Hauteur de la digue | Pente intérieure (côté étang) | Pente extérieure |
|---|---|---|
Moins de 1 m | 1/2 | 1/1 |
de 1 à 5 m | 1/3 | 1/2 |
de 5 à 10 m | 1/4 | 1/3 |
Exemple : Pour une digue ayant une largeur de chaussée de 5 m, une hauteur de 6 mètres. La pente intérieure sera de 1/4 et extérieure de 1/3. La largeur à la base de la digue sera de (4*6)+5+(3*6) = 47 mètres.
Calcul volume d'une digue.xlsx - Microsoft Excel Online (live.com)
33.2 Les ouvrages de vidange
Normalement conçu au moment de la conception de l'étang car ils sont intégrés dans la digue. En cas de remplacement d'ouvrage vétustes ou cassés, il faut programmer ces travaux lors des assecs de longue durée en général tous les 10 ans.
Les ouvrages de vidanges sont plus ou moins complexes en fonction de la hauteur d'eau dans l'étang, de la taille des espèces cultivées et des possibilités de vidange dans le milieu récepteur.
Une simple bonde ou un tuyau de PVC sont parfois insuffisants, dans ce cas on utilise le moine de vidange.
Le moine est un ouvrage maçonné de plusieurs mètres de haut, munis de planche pour réguler la hauteur d'eau et d'une grille pour éviter le passage de poissons ou de branches.
33. 3 Les pêcheries
Différentes configurations sont possibles en fonction de l'étang, des surfaces disponibles, de la pente et de la disposition de l'étang par rapport aux autres.
Elle peut être interne ou externe à l'étang.
 | Pêcherie externe Il s'agit d'un bac rectangulaire en béton ou en bois situé en aval du tuyau de vidange, équipé d'une ou plusieurs grilles où le poisson est récupéré au fur et à mesure de la vidange de l'étang |
Avantages et inconvénients de la pêcherie externe
Avantages | Inconvénients |
|---|---|
-Méthode simple de pêche - Convient aux petits étangs ( <5 ha , <100kg/ha) - Diamètre sortie = petits poissons ( C1) | -Arrivée massive non contrôlée des poissons - Technique de pêche lente pour éviter la vase - Risques d’asphyxie en fin de pêche (qualité eau) |
 | Pêcherie interne L'étang est aménagé à l'intérieur, devant la digue de façon à regrouper les poissons dans un espace restreint mais suffisamment vaste pour y recevoir la totalité de la production. Les gros poissons sont d'abord pêchés avec une première senne (maille 40 ou 50 mm) puis les petits qui sont dirigés vers des tables de tri placés sur la chaussée de la digue. |
Avantages et inconvénients de la pêcherie interne
Avantages | Inconvénients |
|---|---|
- Poissons pêchés en pleine eau (Bon état physique) - Pêche rapide (moins de stress) - Plus facile d'arrêter la pêche et de remplir l'étang | -Nécessite plusieurs filets de mailles différentes - Besoin de main d’œuvre dans l'étang et sur la digue. |
https://aquavalley.scenari-community.org/Aqua%20Etang/Cours/Cours%20Etang%20bac%20pro%202019.zip/res/Fiche_smidap_pecheries.pdf
33.4 Le déversoir de crue à surface libre
Il sert à évacuer les eaux excédentaires en cas de crue ou d'orage. Son dimensionnement se fait en fonction de la taille et de la nature du bassin versant.
La formule simplifiée pour son dimensionnement est la suivante :
- Bassin versant de moins de 20 ha
Largeur du déversoir = [ 10 + (surface du BV en ha)] x 0,3
- Bassin versant de 20 à 250 ha
Largeur du déversoir = [ 15 + (surface du BV en ha)] x 0,3
Caractéristiques:
-10 à 15 cm d'eau max dans le déversoir
- Pente amont-aval 2 à 5 %
- 30 cm entre le niveau max étang et la base du déversoir
- longueur partie plane déversoir min 7,5 m , perpendiculaire axe digue
- pente côté déversoir : 1/3
-nature du sol: terre recouverte d'herbe rase
- grille obligatoire malgré risque d'obstruction
Calcul largeur déversoir.xlsx - Microsoft Excel Online (live.com)
Déversoir de crues |  |