Écorégions hydrographiques et hydro-écorégions (HER-1, HER-2), une comparaison

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Wasson, Jean-Gabriel, Chandesris, André, Pella, Hervé et Blanc, Laurence, 2002. Les hydro-écorégions de France métropolitaine. Approche régionale de la typologie des eaux courantes et éléments pour la définition des peuplements de référence d'invertébrés. Lyon : Cemagref, 190 p. Disponible sur : hal.inrae.fr/hal-02580774.

Deux découpages du territoire portent des noms voisins et se confondent souvent dans les discussions sur la conduite de l'eau : les hydro-écorégions (HER) définies par Wasson et ses coauteurs pour le Cemagref, aujourd'hui diffusées par le Sandre sous la tutelle de l'INRAE et de l'Office français de la biodiversité (OFB), et les 23 circonscriptions que je construis pour le chantier des assemblées de l'eau, ces mêmes 23 unités qui se lisent aussi comme écorégions quand on les prend par l'eau et les milieux. Le nom se ressemble, la question posée diffère, et le nombre voisin, 22 contre 23, n'y change rien. Les premières classent des milieux, les secondes délimitent des territoires de décision. Cette fiche met les deux objets en regard, à partir du rapport fondateur de 2002 et des données de mon propre découpage, pour lever une confusion tenace et montrer, chemin faisant, ce que chacun apporte à l'autre. Le rapport de Wasson et de ses coauteurs porte la cote [EC02] de la bibliographie partagée.

Les HER, une lecture écologique du territoire

Les hydro-écorégions découpent la France en portions homogènes du point de vue des facteurs physiques qui commandent le fonctionnement des cours d'eau. Le rapport de 2002, commandé au Cemagref dans la perspective de l'entrée en vigueur de la Directive cadre européenne sur l'eau, pose le cadre conceptuel dès son premier chapitre. Il faut lire ce passage en gardant à l'esprit son enjeu : définir un découpage assez robuste pour servir de socle réglementaire à l'échelle de tout le pays, sans se laisser piéger par la variabilité locale de la faune ou de la flore.

Trois déterminants suffisent donc à structurer la classification. La géologie conditionne la chimie des eaux et la nature des substrats, le relief détermine la pente, la vitesse et la capacité de transport des cours d'eau, le climat règle les apports, la température et le régime hydrologique. Ces 3 facteurs commandent le reste, chimie, biologie, morphologie ; c'est pourquoi la délimitation s'appuie sur eux et non sur les êtres vivants, qui n'en sont que la conséquence. La logique est délibérément descendante : partir des causes globales plutôt que des effets observés localement.

La délimitation des HER de niveau 1 n'est pas le produit d'un algorithme. Elle procède d'une lecture géographique de la superposition de ces couches, avec des choix de tracé assumés. Les auteurs justifient ce parti méthodologique sans détour, et cette justification éclaire une difficulté qui vaut aussi pour mon propre travail.

La hiérarchie des déterminants varie selon le contexte. En zone méditerranéenne, le stress hydrique estival prime ; sur la façade atlantique, la géologie et le relief passent au premier rang ; en haute montagne, l'altitude et le régime nival dominent. Aucun automatisme ne restitue simplement cette hiérarchie mouvante, ce que les auteurs reconnaissent et prennent à leur compte. Ce point compte pour la suite : là où le tracé d'un milieu dépend de l'altitude plutôt que de la géologie de plaine, la frontière entre deux HER ne marque pas forcément une rupture dans la solidarité hydraulique.

Deux niveaux, et des chiffres qu'il faut manier avec soin

Le référentiel compte 22 HER de niveau 1. C'est le seul nombre stable à travers toutes les sources. Le niveau 2 demande davantage de prudence, car plusieurs états du référentiel coexistent. Le rapport de 2002 identifie 107 HER-2 dans son corps de texte et arrondit à « une centaine » dans son résumé. Le Sandre reprend cet arrondi dans ses métadonnées officielles de l'édition 2011. La couche cartographique effectivement diffusée par le Sandre, vérifiée dans le géopackage de travail qui intègre le référentiel, comporte quant à elle 114 polygones distincts de niveau 2, après les consolidations cartographiques intervenues depuis 2002. Le chiffre « 85 » parfois rencontré ne figure dans aucune de ces sources et ne se reprend pas sans référence identifiable. La formulation rigoureuse retient donc 22 HER-1 et 114 HER-2 dans la couche Sandre actuelle, contre 107 dans le rapport fondateur arrondis en « une centaine » dans son résumé.

La métadonnée officielle de la couche Sandre porte l'édition 2011 ; c'est à elle que je rattache les 114 polygones diffusés, l'écart au 107 du rapport de 2002 tenant aux consolidations cartographiques accumulées jusqu'à cette édition. Le détail de cette généalogie de versions est tenu dans ma note Hydro-écorégions (HER).

Un socle réglementaire pour la Directive cadre sur l'eau

Les HER ne sont pas nées dans un contexte académique ordinaire. Elles répondent à une commande du ministère de l'Écologie liée à la Directive cadre européenne sur l'eau (DCE, 2000/60/CE), qui impose d'évaluer l'état écologique de chaque cours d'eau relativement à des conditions de référence propres à son type. Le mécanisme se comprend mieux une fois ce cadre posé : les HER-1 sont croisées avec le rang de Strahler du cours d'eau, l'indice qui repère sa position dans le réseau de drainage, pour produire une typologie des masses d'eau, et chaque type reçoit ses conditions de référence biologiques, hydromorphologiques et physico-chimiques. Le résumé du rapport énonce directement cette finalité.

La solidité du découpage a été éprouvée par la biologie. Les auteurs ont confronté leur typologie physique à des classifications construites directement sur la faune, à partir de 239 relevés d'invertébrés benthiques. Le chiffre cité dans le passage suivant se rapporte à une version antérieure du découpage à 6 grandes écorégions ; il donne la mesure du pouvoir discriminant de la méthode, et non le nombre définitif de HER-1.

Ce résultat a fait des HER le cadre officiel de l'évaluation écologique des cours d'eau, repris par la circulaire DCE 2005-11 du 29 avril 2005 et l'arrêté du 12 janvier 2010, puis diffusé par le Sandre. La définition en vigueur est celle du dictionnaire de données du Sandre, qui insiste, comme le rapport, sur les déterminants physiques.

Les 23 circonscriptions de l'eau, une échelle de décision

La proximité des nombres, 22 hydro-écorégions d'un côté, 23 unités de l'autre, est une coïncidence qu'il faut désamorcer d'emblée : ces deux découpages n'ont ni le même objet, ni le même producteur, ni le même nombre par hasard, et rien ne les fait correspondre terme à terme. Les 23 unités procèdent d'une logique différente. Je les nomme d'abord circonscriptions, parce qu'elles ne classent pas des milieux mais délimitent des territoires de décision ; lues par l'eau et les milieux, ce sont les écorégions que compare cette fiche. La brique élémentaire est le bassin versant, parce que toute décision prise en amont se répercute en aval et que l'unité cohérente pour délibérer réunit celles et ceux que l'eau relie, quelle que soit la frontière administrative qui les sépare. Il n'existe qu'un seul cycle de l'eau ; les distinctions parfois posées entre un grand et un petit cycle sont des commodités de langage, non des découpages physiques. Ce qui est prélevé et rejeté en un point du bassin conditionne la disponibilité en aval, et cette continuité du cycle commande la continuité du territoire de décision.

Les 23 écorégions sont construites depuis les 187 secteurs hydrographiques de la BD Carthage (Sandre, édition 2017), regroupés par une règle déterministe selon le code secteur et la région hydrographique, puis dissous géométriquement. Les résultats de superficie, de population et de densité sont vérifiés dans le géopackage maître du découpage. La contrainte démographique est explicite, mais elle n'est pas un objectif d'égalité : il s'agit de réduire la disproportion héritée des six agences de l'eau créées à partir de 1964. Avec les sept circonscriptions de bassin actuelles (six agences plus la Corse), le rapport de population entre la plus peuplée et la moins peuplée atteint 1 à 53, Seine-Normandie comptant 18,9 millions d'habitants contre 355 000 pour la Corse. Avec les 23 écorégions, ce rapport tombe à 1 à 38,5 en comptant tout, la Seine centrale, qui réunit le grand Paris et ses 13,7 millions d'habitants, demeurant une anomalie urbaine irréductible. Cette anomalie mise à part, les 22 autres écorégions tiennent dans un rapport de 1 à 13, d'Escaut-Sambre (4,8 millions) à la Corse (355 000). Le découpage par l'eau ne prétend pas dissoudre le fait parisien ; il l'isole et équilibre le reste.

Mettre les deux découpages en regard

Deux objets transversaux, non emboîtés

La première chose à établir est que les HER et les écorégions hydrographiques ne s'emboîtent pas. Elles sont transversales l'une à l'autre : une HER s'étend sur plusieurs bassins versants, et un bassin versant recoupe plusieurs HER. Il ne faut donc pas s'attendre à ce qu'un tracé de HER coïncide avec un tracé d'écorégion, et une coïncidence systématique serait même suspecte. Le tableau ci-dessous présente, pour chaque écorégion, la HER-1 dominante et la composition en HER, déterminées par recouvrement surfacique depuis la table ecoregions_profil_relief_climat du géopackage.

Source : calcul par recouvrement surfacique sur le référentiel HER-1 du Sandre (édition 2002 révisée). %% Table ecoregions_profil_relief_climat, géopackage ecoregions-2027.gpkg. %%

Là où les deux découpages convergent

La convergence est nette pour une partie des écorégions, et elle n'a rien d'une coïncidence : elle tient à la structure physique du pays. En zone de plaine sédimentaire, le bassin versant draine un milieu déjà uniforme, si bien que les deux logiques, celle des bassins et celle des milieux, aboutissent au même tracé. Les écorégions à dominance HER très forte, supérieure à 90 %, sont précisément celles qui correspondent à des ensembles sédimentaires ou lithologiques cohérents : la Corse, avec son insularité et son socle granitique unique ; les Bassins bretons, sur le socle cristallin armoricain ; la Seine centrale, sur son bassin calcaire ; le Bas-Rhône-Provence, sur la plaine méditerranéenne ; les Landes, sur leurs sables imperméables. Dans ces cas, l'argument écologique et l'argument hydrographique se renforcent l'un l'autre. Le Rhin supérieur (Alsace 65 %, Vosges 33 %) illustre une cohérence de second ordre : l'écorégion associe la dépression tectonique rhénane et son revers montagnard vosgien, un couple géologiquement complémentaire même s'il recoupe deux HER distinctes.

Là où les deux découpages divergent, et pourquoi

L'écart se concentre sur les bassins de montagne et de piémont, là où un cours d'eau descend d'un relief et réunit sur un même axe des milieux radicalement différents. C'est exactement le point de friction entre la logique du bassin versant et celle de l'homogénéité de milieu. L'Isère-Durance en donne le cas extrême : l'écorégion court du delta rhodanien, à altitude nulle en plaine méditerranéenne, jusqu'à plus de 4 000 m dans les Alpes internes, et traverse au moins 4 HER-1 (Alpes internes 42 %, Préalpes du sud 26 %, Méditerranéen 16 %, Jura-Préalpes du nord 16 %). La découper selon les HER pour obtenir des unités homogènes de milieu donnerait deux ou 3 entités distinctes, ce qui trancherait le continuum amont-aval et ferait de l'amont alpin et de l'aval de basse plaine deux circonscriptions sans lien institutionnel, alors qu'elles gèrent les mêmes masses d'eau et la même ressource. La Loire amont et la Dordogne, composites en parts quasi égales, présentent la même configuration, que partagent aussi la Garonne, le Rhône, le Var et Argens, l'Adour et la Saône : un amont de relief et une plaine, réunis parce que l'eau les relie.

Cet écart assumé traduit un choix de fond. Le bassin versant, en réunissant l'amont et l'aval, conserve le fil de l'eau, seul territoire où la chaîne de cause à effet reste continue. Calquer l'échelle de décision sur les HER produirait des unités de milieu homogènes mais coupées de leur amont ou de leur aval, donc incapables de traiter les problèmes qui naissent de cette continuité : inondations, étiages, transferts de polluants, partage de la ressource. La remarque de Wasson sur la hiérarchie variable des déterminants éclaire d'ailleurs cette difficulté, puisque là où le milieu se joue à l'altitude plus qu'à la géologie de plaine, la frontière entre deux HER ne coïncide pas avec un point de rupture dans la solidarité hydraulique.

La finalité, facteur discriminant

La différence de finalité entre les deux nomenclatures mérite d'être énoncée directement, car c'est elle qui commande tout le reste. Les HER sont une classification écologique des cours d'eau : elles répondent à la question du type de rivière et servent à fixer les conditions de référence que la DCE exige pour chaque type, puis à mesurer l'écart à ces références pour évaluer le bon état. Ce sont des unités descriptives et réglementaires, non des territoires de décision publique. Les 23 écorégions sont des échelles de décision : elles répondent à la question de savoir qui gère cette eau ensemble, en regroupant les habitantes et les habitants, les usages et les milieux que l'eau relie, pour permettre une délibération à l'échelle pertinente. La continuité du bassin versant en est le principe structurant, la démographie le correctif, la cohérence écologique la vérification.

Ces deux finalités ne se substituent pas l'une à l'autre, et c'est le point que je tiens le plus à faire ressortir. Les HER restent indispensables à l'intérieur des écorégions pour piloter la gestion à l'échelle des milieux, évaluer l'état des masses d'eau et fixer des objectifs par type. Une agence du cycle de l'eau qui gérerait une écorégion tiendrait compte des HER-2 qu'elle contient pour différencier ses objectifs et ses programmes selon le type de cours d'eau, sans que ces HER-2 dessinent pour autant ses frontières.

Pourquoi ne pas retenir les HER comme échelle de décision

La question peut se poser de front : pourquoi ne pas avoir retenu les HER comme base du découpage, puisqu'elles existent, qu'elles sont reconnues par le droit européen et qu'elles reposent sur une solide validation scientifique ? Trois raisons me conduisent à les écarter, et elles se répondent plutôt qu'elles ne s'additionnent.

La première tient à la finalité. Les HER ont été construites pour la classification écologique, non pour la décision. Cette finalité est la raison d'être de l'outil, revendiquée par ses auteurs, et non un biais réparable par ajustement. Les employer comme échelle de décision reviendrait à réunir dans une même institution des morceaux de bassins versants distincts au seul motif qu'ils partagent le même type de milieu, ce qui romprait la solidarité amont-aval et rendrait impossible la gestion conjointe de la ressource et du risque.

La deuxième tient au nombre et à la taille. Les 22 HER-1 présentent des disparités de superficie plus marquées encore que les sept circonscriptions actuelles (six agences plus la Corse) : les Tables Calcaires couvrent une part considérable du Bassin parisien quand les Landes ou la Corse restent étroites. La démographie n'entre pas dans le tracé des HER, et aucun rééquilibrage n'est possible en leur sein sans les redéfinir, c'est-à-dire sans en faire autre chose que des unités de milieu.

La troisième tient à l'instabilité climatique. Les HER sont fondées sur des normales climatiques 1961-1990. Les projections récentes montrent que les enveloppes climatiques se déplacent et que le type climatique dominant de plusieurs régions pourrait changer dans les décennies à venir, comme le documente le travail de Strohmenger et de ses coauteurs (2024), mené dans le cadre du projet Explore2 sur une classification de Köppen-Geiger appliquée à un ensemble de projections à haute résolution. Un découpage de décision assis sur les HER hériterait de cette instabilité. Les bassins versants, à l'inverse, sont déterminés par la géologie et le relief, déterminants stables à l'échelle du siècle.

L'apport des HER au chantier

Écarter les HER comme brique de construction ne revient pas à s'en passer. Elles jouent un rôle de vérification et de caractérisation à l'intérieur des écorégions, et ce rôle me paraît précieux. La HER-1 dominante de chaque écorégion fait office d'indicateur de cohérence : une écorégion à dominance forte dans une HER unique, comme les Bassins bretons, la Corse ou la Leyre, signale un milieu relativement homogène à l'intérieur de l'échelle de gestion ; une écorégion très composite, comme la Dordogne ou la Loire amont, signale au contraire une diversité interne dont la programmation devra tenir compte. %% Source : table ecoregions_profil_relief_climat du géopackage, colonnes her1_dominante et her1_composition. %%

Les HER-2, avec leurs 114 unités dans la couche actuelle, constituent l'échelle fine des conditions de référence de la DCE, donc l'échelle des objectifs de bon état par type de cours d'eau. À l'intérieur d'une écorégion, elles permettront de différencier les objectifs et les engagements selon le type de milieu ; c'est à ce niveau que la science du milieu et la décision se croisent concrètement. Enfin, la correspondance entre les HER les plus homogènes et les écorégions à dominance forte vient conforter, après coup, la cohérence du tracé. Là où le bassin versant épouse un milieu homogène, la coïncidence rassure ; là où il recoupe plusieurs HER, l'argument de la continuité hydraulique l'emporte sur la pureté du milieu.

Précisions et réserves

Quelques limites doivent accompagner cette comparaison. La carte de référence des HER est établie au 1/1 000 000 ; à cette échelle, les tracés comportent une part d'incertitude, notamment aux interfaces entre zones de transition. Les faibles pourcentages de composition par écorégion, inférieurs à 10 %, sont à manier avec prudence, car ils peuvent tenir à l'imprécision du tracé source plutôt qu'à une présence effective d'un type de milieu. La comparaison porte ici sur la composition HER-1 ; le niveau HER-2 n'a pas encore été profilé par écorégion. Un profil HER-2 renforcerait l'analyse, en particulier pour les écorégions montagnardes où la variabilité interne est la plus forte. La composition géologique proprement dite, troisième déterminant de Wasson et le plus stable dans le temps, mériterait de même un profil par écorégion : elle compléterait utilement la vérification de cohérence menée avec les HER-1.