Tests statistiques qui auraient dû conduire au rejet des hypothèses, fonctions à paramétrage semi-empirique qui décrivent mal la réalité, extrapolation indues de travaux de moyennes chutes à tous les sites de basses chutes…
Ce n’est pas toujours robuste, voire fiable, quand on commence à regarder le détail des publications de l’ONEMA.
Andreas Rick analyse quelques erreurs, selon lui manifestes, observées dans les référentiels censés appuyer des politiques publiques et éclairer des décisions juridiques.
Nous reproduisons son article ci-dessous. PDF ici: Mortalité des anguilles dans les turbines
L'ONEMA est «l’organisme technique français de référence sur la connaissance et la surveillance de l’état des eaux et sur le fonctionnement des milieux aquatiques ». L'ONEMA édite des publications dites scientifiques, et des documents plus orientés vers le grand public et les organismes d'état, pour les guider dans leurs décisions.
Ainsi l'ONEMA a publié:
- « Protocole ICE (Informations sur la Continuité Ecologique. Evaluer le franchissement des obstacles par les poissons. Principes et méthodes
http://www.onema.fr/IMG/pdf/CPA-ICE-integralite-juillet2014.pdf
- « Référentiels Milieux Aquatiques Document d'Incidence (RefMADI) »
Pour illustrer, prenons le RefMADI intitulé : «Démarche diagnostic dévalaison ouvrage». Démarche diagnostic franchissabilité à la dévalaison de l’Anguille à l’échelle de l’ouvrage. Application aux aménagements hydroélectriques. »
Ce document est particulièrement intéressant à l'heure actuelle, car beaucoup de rivières sont classées pour être axe migratoire pour l'anguille. Des dépenses très importantes ont déjà été réalisées et d’autres tout aussi conséquentes seront réclamées sur la base des diagnostics RefMADI.
Ce qui nous intéresse ici en priorité ce sont les conclusions pour les petits seuils de moulins que nous trouvons majoritairement dans nos rivières.
Voici un aperçu du résumé :
La stratégie est donc d’évaluer les impacts selon les étapes suivantes :
1) l’estimation de la répartition des passages des anguilles au niveau de la prise d’eau,
2) l’évaluation des dommages subis par le flux migrant transitant par les turbines.
Comme les bons « scientifiques » s’y obligent, l'ONEMA donne des références pour apppuyer ses conclusions:
[A] Voegtle B et Larinier M, 2008. Définition d’une stratégie de restauration de l’axe de migration pour l’anguille - Cours d’eau du Gave de Pau. Rapport MIDIVAL-ECOGEA-GHAAPPE RA08.02. http://www.documentation.eaufrance.fr/notice/definition-d-une-strategie-de-restauration-de-l-axe-de-migration-pour-l-anguille-cours-d-eau-du-gave1
[B] GOMES P., LARINIER M., 2008. Dommages subis par les anguilles lors de leur passage au travers des turbines Kaplan. Établissement de formules prédictives. Rapport GHAAPPE RA 08.05, 75 p.
Voyons donc ce que ces articles nous apportent dans le RefMADI.
L'article [A] nous donne une formule pour estimer le taux d’échappement au niveau de chaque aménagement. Ce taux « E » est la probabilité de survie en franchissant un ouvrage équipé de turbines :
E = 100 x ((1 –Qt/2Qm) + (1-M) . (Qt/2Qm)) où :
E : taux d’échappement (en %)
Qt : débit d’équipement (m3/s)
Qm : module interannuel (m3/s)
M : part de mortalité lors du passage par les turbines
Ce modèle suppose que les anguilles sont équitablement distribuées dans l'eau et dévalent en moyenne pendant la période du double du module. Les seuls paramètres sur lesquels on peut travailler sont le débit d´équipement et le mortalité « M » (voir section suivante). Par contre, cette formule n'est pas fonction des paramètres sur lesquelles l'ONEMA entend faire pression : l'entraxe des barreaux des grilles et des exutoires ichtyocompatibles.
Ce qui est utilisé dans le RefMADI est issu de la publication suivante : « Behaviour and passage of European silver eels (Anguilla anguilla) at a small hydropower plant during their downstream migration F. Travade (1) , M. Larinier (2) , S. Subra (1) , P. Gomes (2) , E. De-Oliveira (1) »
Cette publication décrit une étude qui a été fait sur le Gave de Pau en suivant 116 anguilles avec radio télémétrie pendant 3 ans. Cette fois-ci la formule donnée pour le taux de poissons qui échappe au turbinage est :
P = exp( η )/(1 + exp( η )) où : η = − 6.89 + 4.28 (Q spill /Q tot) + 0.0091 TL.
et les auteurs donnent même une évaluation de la validité statistique de leur formule : A chi-square test (chi-square = 8.38 with 6 degrees of freedom, p = 0.211) shows that with a confidence level of 90%, there is no reason to reject the model’s goodness of fit, since the probability is greater than or equal to 0.10.
Pour ceux qui ne connaissent pas trop les statistiques : le test « khi-deux» donne la probabilité de se tromper quand on affirme qu’une formule décrit bien la distribution de probabilité para rapport à une hypothèse nulle (de distribution aléatoire). Ici, les auteurs ont trouvé que l'erreur de se tromper est de 21% (p=0,211) et concluent que cela n'est pas une raison de rejeter le modèle au motif qu’elle serait supérieure à 10%. C’est le monde à l'envers ! Pourquoi ne pas utiliser une formule encore plus aléatoire conduisant à une probabilité de se tromper proche de 100% ? En fait, une hypothèse d’explication au p>0,05 doit être rejetée comme non significative, et non somme ici à p>0,20. Apparemment, l'auteur de l’ONEMA n'a pas compris ce test. Une erreur de ce type est regrettable pour un chercheur mais il est plus grave encore qu’elle se retrouve publiée dans journal « scientifique ».
Comment une erreur aussi frappante a pu échapper au comité de relecture du journal ? Regardons d’un peu plus près: « Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems (2010) 398, 01 » Il s'agit d'une publication de l'ONEMA. http://www.onema.fr/IMG/EV/cat7a-institutional-publications.html
Editor-in-Chief : Daniel Gerdeaux. Scientific Board : M. Larinier, Toulouse, France
Un des auteurs est lui-même dans le comité de revue. En réalité, l'article n'a pas dû été relu, sinon ces erreurs auraient été détectées.
Revenons sur la formule de la probabilité d'échappement des anguilles. Non seulement le test khi-deux la rejette, mais l’analyse par le simple bon sens détecte des problèmes. On peut voir ci-dessous les graphiques de la probabilité d’échappement en fonction du pourcentage qui n'est pas turbiné, pour 3 tailles d'anguilles. Le problème, avec la formule choisie, est que les courbes ne passent pas par les points (0,0) et (1,1). La formule prédit donc qu'il y a des anguilles qui passent par la turbine, alors que la turbine n'est pas en fonction car la totalité du débit passe par le seuil (Q spill /Q tot = 1). Elle prédit également que >80% des anguilles de longueur de 1000 mm s’échappent par la digue alors que la totalité du débit passe par la turbine ! Pour le moins curieux.
Ensuite, dans le RefMADI, l'ONEMA utilise ces formules pour comparer le taux d'échappement en fonction de l'entraxe des barreaux des grilles. A cause de leur
mauvais choix de fonction, la courbe d'échappement des anguilles pour des centrales équipées de grilles fines passe en dessous de celle des sites avec des grilles aux barreaux plus espacés. En conséquence, si l’on s’en tient littéralement à ces « preuves », il faudrait enlever les grilles fines pour les moulins qui ne turbinent qu’une petite partie du module.
L’évaluation des dommages subis par le flux migrant transitant par les turbines
L'article [B] nous donne des formules prédictives pour des turbines Kaplan qui est issu d'une méta-étude de plusieurs publications sur 24 sites et 71 essais au total.
Voici un extrait : « trois expressions mathématiques ont été établies à partir des essais effectués à ouverture supérieure à 70% et en s’appuyant uniquement sur des données facilement accessibles. Ces expressions permettent d’obtenir l’ordre de grandeur de la mortalité (M) en fonction de :
-la taille de l’anguille (TL),
-du diamètre de la roue (Dr),
-du débit nominal (Q)
-et de la vitesse de rotation de la turbine (N) ».
Ce qui est intéressant, ce sont les conclusions : « Le fait que ni le nombre de pales, ni la hauteur de chute n’interviennent dans les formules prédictives, s’explique par le nombre limité de tests et surtout l’absence de données pour certaines architectures de turbines Kaplan. La majorité des turbines testées sont à 4 pales, celles à 3 et 5 pales ou plus étant très limitées. On a d’autre part une sous-représentation des turbines de puissances inférieures à 500 kW fonctionnant sous très basses chutes (< 3-4 m) ainsi que des grosses turbines de 10 à 50 MW à débits supérieurs à 150 m3/s fonctionnant sous 10 à 20 m de chute ».
L'étude sur laquelle se base le RefMADI ne permet donc pas de conclure sur des sites:
-de très basses chutes (< 3-4 m),
-d’une puissance inférieure à 500 kW,
-turbinant des débits relativement faibles, bien inférieurs à 15-20 m3/s.
Combien de moulins sur les rivières classés « anguilles » ont des chutes supérieures à 4m, une puissance supérieure à 500kW et un débit turbiné >20m³/s ? Une poignée ! A part pour quelques grands sites de production hydroélectrique, la formule Onema n'est donc pas applicable.
Le bât blesse, car l'ONEMA utilise sa méthode pour justifier la « mise en conformité » des sites pour lesquels la formule est inadaptée.
Si on trace les données de mortalité qui ont servi dans l'étude [B] en fonction de la hauteur de chute on obtient une corrélation nette :
Le résultat est conforme à ce que l’on pouvait attendre : la mortalité diminue avec la chute. Et pour des très basses chutes, la mortalité tend vers zéro.
Utiliser des formules qui ne font pas intervenir la hauteur de chute et extrapoler au doigt mouillé les données pour les appliquer aux basses chutes nous apparaît totalement dénué de sens.