Modifications au pont-jetée de la rivière Petitcodiac YB299A
Étude d'impact sur l'environnement (EIE)
Rapport sur la visite à Cardiff, au pays de Galles
But de la visite : Recueillir de l'information sur le barrage et la passe à poissons de la baie de Cardiff
Dates de la visite : Du 10 au 12 décembre 2003
Visiteur : Greg Gillis – Gestionnaire de projet d'AMEC

Introduction

L'équipe d'AMEC responsable de l'étude d'impact sur l'environnement (EIE) de la rivière Petitcodiac a pris connaissance d'une installation de passage de poissons (passe à poissons) à Cardiff, au pays de Galles, qui est située dans une région semblable à l'emplacement du pont-jetée de la rivière Petitcodiac. La construction du barrage de la baie de Cardiff a débuté en 1994 et a été achevée en 1999. Le barrage a été construit en aval de la confluence des rivières Taff et Ely dans l'amplitude de la marée de l'estuaire Severn.

Des données préliminaires sur l'installation de la baie de Cardiff ont été présentées dans le Maritime and Water Engineering, numéro spécial intitulé « Cardiff Bay Barrage », Proceedings of the Institute of Civil Engineers, juin 2002, vol. 154. Après examen de l'information contenue dans cette revue, des démarches ont été prises pour communiquer avec les gestionnaires de l'installation à Cardiff. Après avoir échangé des renseignements pendant environ un mois, il a été jugé bon d'envoyer un membre de l'équipe d'AMEC à Cardiff pour visiter l'installation. Le but de la visite était de comprendre le mode de passage des poissons utilisé à Cardiff en vue de déterminer si l'information présentée pourrait faciliter le passage de poissons au pont-jetée de la rivière de Petitcodiac.

Greg Gillis d'AMEC s'est rendu à Cardiff le 9 décembre 2003. Durant sa visite, il a rencontré plusieurs représentants de la Cardiff Harbour Authority, notamment :

• M. Roger Thorney, gestionnaire de l'exploitation du barrage;
• M. David Lowe, gestionnaire de l'exploitation, Environnement;
• M. Stuart Jones, chef d'équipe du barrage.

Le personnel de la Cardiff Harbour Authority a fourni des renseignements fort utiles sur l'installation. En plus de l'information fournie lors de la visite, d'autres renseignements ont été transmis ultérieurement par correspondance ou par courriel. L'information comprise dans le présent rapport a été tirée des documents fournis, ainsi que des discussions menées avec le personnel de l'installation de Cardiff.

Les principales similitudes entre Cardiff et la rivière Petitcodiac sont les suivantes :

1. La passe à poissons et le barrage dans la baie de Cardiff se trouvent le long de l'estuaire Severn, dont l'importante amplitude des marées est légèrement inférieure à celle de la baie de Fundy.
2. L'embouchure commune des rivières Taff et Ely se trouve dans la moitié inférieure de l'estuaire Severn, et le barrage de Cardiff se trouve dans la portion inférieure de l'amplitude de marée des rivières.
3. Le barrage a créé un bassin de retenue en amont semblable à celui de la rivière Petitcodiac.
4. La hauteur des marées de pointe est plus élevée que celle du bassin de retenue en amont.

Les différences entre les deux emplacements sont les suivantes :

1. La passe à poissons de Cardiff est conçue uniquement pour le passage du saumon de l'Atlantique et de la truite de mer. Les autres espèces passent rarement, voire jamais, par cette installation, alors qu'une des exigences de l'étude EIE sur les modifications au pont-jetée de la rivière Petitcodiac était d'assurer que toutes les solutions proposées respectent les exigences relatives au passage des poissons (en amont et en aval) pour une grande variété d'espèces et de tailles de poissons.
2. Le taux normal de matières en suspension dans l'estuaire Severn (et à proximité du barrage), qui est d'environ 1 200 milligrammes par litre (mg/l), est nettement inférieur au taux dans l'estuaire de la rivière Petitcodiac, qui s'élève à 30 000 mg/l.
3. Le débit d'eau douce combiné des rivières Taff et Ely est environ 10 fois plus élevé que celui de la rivière Petitcodiac, et les débits d'eau sont plus uniformes pendant toute l'année (voir le tableau 1 ci-joint).

Historique du barrage de la baie de Cardiff

Cardiff était par le passé un port de mer dynamique offrant des services réguliers de transport maritime. Depuis la Seconde Guerre mondiale et le déclin de l'exploitation des terrains houillers gallois, l'état du port s'est détérioré, et des sections importantes des quais ont été abandonnées, ce qui a entraîné un déclin du centre-ville. Malgré plusieurs tentatives de réaménagement urbain, y compris la construction de tours de bureaux et d'ensembles résidentiels, cette tendance n'a pu être renversée. En 1987, le Secrétariat d'État du pays de Galles a créé une société de développement, la Cardiff Bay Development Corporation, afin de remédier à cette situation. Son objectif était de mener à bien la revitalisation d'un territoire de 1 100 hectares, c'est-à-dire le sud de Cardiff et la région adjacente de Penarth, où se trouve l'ancien quartier des docks de la ville. Le plan issu de cette initiative est devenu le deuxième projet de revitalisation le plus important d'Europe. Son énoncé de mission était « de faire connaître la ville de Cardiff à l'échelle mondiale comme une ville maritime sans pareille qui se compare avantageusement à toute autre ville du genre dans le monde, en vue d'améliorer l'image et le mieux-être économique de Cardiff et du pays de Galles en général. »

Le plan comprenait une série d'objectifs à réaliser, notamment :

• la création d'un environnement maritime sans pareil avec la construction d'un barrage traversant l'entrée de la baie de Cardiff, fournissant ainsi un bassin d'eau douce de 200 hectares et un secteur riverain continu de 12 km;
• la réunification de la ville et de son secteur riverain par la construction d'un nouveau boulevard et d'un réseau de transport rapide;
• l'aménagement de 373 000 m2 en espace à bureaux;
• l'aménagement de 465 000 m2 en espace industriel;
• la construction de 6 000 résidences (dont 25 % sont des logements sociaux);
• la construction d'une bretelle de raccordement à Cardiff sud.

Le plan visant à transformer le havre de Cardiff en un bassin d'eau douce a été conçu pour faciliter la navigation des bateaux de plaisance, tout en maintenant les activités de navigation commerciales aux quais toujours en opération. Le plan prévoyait la construction d'un barrage traversant une partie du havre, à un coût de 125 millions de livres sterling (environ 250 millions de dollars canadiens), en vue de séparer l'eau douce et l'eau de mer. L'assainissement des lieux, l'installation d'une infrastructure de transport, ainsi que les améliorations paysagistes et environnementales, ont fait grimper l'investissement public estimé à un total d'environ 513 millions de livres sterling (1 milliard de dollars canadiens). L'investissement privé associé au projet de renouvellement s'élevait à 1,14 milliard de livres sterling en 2000.

La principale source de revenu pour la Cardiff Bay Development Corporation était le financement du secteur public (estimé à 444 millions de livres sterling), suivi des recettes issues de la vente immobilière (56 millions de livres sterling). Les subventions publiques et les réductions de taux d'intérêt ont totalisé respectivement 9 et 4 millions de livres sterling. Grâce au projet, la région a connu un développement industriel, de même que la construction de logements sociaux et de logements exclusifs.

Le niveau d'eau choisi pour la surface du bassin d'eau douce (ci-après nommé « la baie ») était inférieur à celui des marées les plus hautes afin de maximiser l'utilisation des quais existants. Un réseau d'écluses a été construit pour permettre le passage des bateaux de plaisance entre l'estuaire Severn et la baie. Au total, 15 employés travaillent en rotation pendant 24 heures pour faire fonctionner les écluses et les vannes, ainsi que pour assurer la sécurité. Chaque jour, un membre du personnel inspecte la passe à poissons pour effectuer l'entretien périodique, comme l'enlèvement de débris. Le dragage du chenal en aval est effectué tous les six mois. Le volume de matériau dragué pendant chaque opération de dragage est d'environ 70 000 à 80 000 mètres cubes. Ce déblai est déversé dans l'estuaire Severn à environ 4 km au large du barrage.

Photo 1. Barrage de la baie de Cardiff vu de l'estuaire (avant-plan)

La construction du barrage a posé plusieurs défis d'ordre environnemental. Le barrage endiguait l'estuaire des rivières Taff et Ely, où le passage des poissons anadromes, tels que le saumon de l'Atlantique et la truite de mer, est important. La construction du barrage a empêché le libre mouvement de ces poissons et a entraîné la perte de 200 hectares d'habitat de poissons de mer. Pour cette raison, le projet a dû être approuvé par une loi du Parlement, sous réserve de plusieurs dispositions, notamment le maintien des niveaux d'oxygène dissous dans la baie à 5 milligrammes par litre ou plus dans l'ensemble de la colonne d'eau, ainsi que l'élaboration d'une passe à poissons pour le saumon de l'Atlantique et la truite. Le niveau d'oxygène dissous est maintenu par aération artificielle. Une passe à poissons unique a été incorporée au projet d'aménagement afin d'offrir un passage adéquat aux poissons. Une somme de 6 millions de livres sterling était incluse dans le coût d'investissement initial du projet d'aménagement pour la construction de la passe à poissons. Le coût d'exploitation des écluses et de la passe à poissons, y compris le coût d'entretien du barrage, s'élève à environ 5 millions de livres sterling (10 millions de dollars canadiens) par année.

La section suivante décrit les principales installations de régulation des eaux associées au projet de réaménagement, telles que le barrage, les écluses et la passe à poissons.

Barrage

La baie de Cardiff correspond à l'estuaire des rivières Taff et Ely, les deux principales rivières au pays de Galles. L'amplitude des marées dans la région peut atteindre 14 m au maximum ce qui, par le passé, a exposé de grandes étendues de vasières à marée basse, limitant ainsi la mise en valeur du secteur riverain. Le barrage construit pour séparer le bassin d'eau douce de l'estuaire Severn comprend une levée de terre d'une longueur de 800 m faite de sable et de roches, ainsi qu'une section en béton d'une longueur de 300 m contenant les écluses, les vannes, les ponts, les passes à poissons et l'immeuble de commande. La levée du côté de la baie est aménagée sous forme de parc linéaire, alors que le côté du barrage vers la mer est protégé par des roches.

Vannes

L'histoire de Cardiff a été marquée par des inondations en raison d'une combinaison de débits fluviaux élevés et de marées de printemps. Après la réalisation du projet de réaménagement urbain, les conséquences d'une inondation dans la baie seraient plus graves, compte tenu de la valeur des nouvelles infrastructures, y compris les développements industriels, commerciaux et récréatifs. Des vannes sont installées dans le barrage et actionnées pour réduire le risque d'inondation.

Le barrage compte cinq vannes conçues pour se fermer pendant les marées hautes afin d'empêcher toute infiltration d'eau de mer dans la baie d'eau douce et de maintenir le niveau d'eau approprié dans la baie. Chaque vanne peut déverser au maximum 250 mètres cubes d'eau par seconde. Un personnel sur place de cinq ingénieurs veille à l'entretien des vannes. Les vannes peuvent évacuer l'excédent d'eau par déversement ou par écoulement de fond, selon les désirs de l'opérateur. Le mode de fonctionnement normal est le déversement, car il minimise la turbulence dans les approches menant à la passe à poissons.

Photo 2. Vannes, bassins d'amortissement et entrées des passes à poissons

L'électricité nécessaire pour exploiter les installations peut être fournie à l'une ou l'autre des extrémités du barrage. En tout, trois générateurs sur place assurent une alimentation de secours. Afin de mieux gérer les débits, les déversements et les niveaux d'eau, des liaisons de télémesure acheminent des données à partir de stations hydrométriques situées sur les rivières Taff et Ely. Le barrage comporte des détecteurs de niveau qui enregistrent à la fois le niveau de la baie et celui des marées dans l'estuaire. En cas de défaillance, deux détecteurs de secours sont installés de chaque côté du barrage.

Écluses et ponts

Le barrage comprend trois écluses, chacune de 40 m de large. Deux des écluses font 8 mètres de large et l'autre, 10,5 mètres. Les portes d'écluse mesurent 16 m de haut. Les bateaux ont accès aux portes d'écluse 24 heures sur 24; ces portes sont actionnées à partir de la salle de commande du barrage qui est pourvue de personnel 24 heures sur 24, tous les jours de l’année. Les installations comptent trois ponts basculants qui peuvent être soulevés afin de laisser passer un bateau dans le barrage. Chaque pont pèse 88 tonnes et fonctionne à l'aide d'un système en porte-à-faux alimenté par une pompe hydraulique à commande électrique.

Passage des poissons

En vertu de l'entente avec les organismes de réglementation, 1 000 poissons doivent se déplacer en amont chaque année par l'entremise de la passe à poissons. Si moins de 100 poissons par année traversent la passe à poissons, une sanction financière doit être payée. Les poissons migrateurs sont comptés à un déversoir situé à Blackwell dans la rivière Taff (en amont du bassin de retenue). De plus, un système de surveillance vidéo utilisant une série de caméras est situé au fond d'une section de la passe à poissons. Ce système permet d'obtenir un compte exact des poissons migrateurs et d'identifier les espèces de poissons qui empruntent la passe à poissons.

La passe à poissons initiale ne fonctionnait pas correctement et a dû être améliorée. Voici une description détaillée de la passe à poissons. La figure 1 (ci-joint) offre une vue en plan et une vue latérale de l'installation.

1. La passe à poissons de la baie de Cardiff permet au saumon de l'Atlantique, à la truite de mer et, à l'occasion, aux anguilles juvéniles, de se déplacer de l'océan à la baie de Cardiff, laquelle constitue un bassin de retenue d'eau douce créé par un barrage traversant l'embouchure de deux rivières importantes. (Le débit mensuel moyen des rivières est comparé à celui de la rivière Petitcodiac au tableau 1.) Une espèce appelée le « joel », analogue à notre éperlan arc-en-ciel, ne peut traverser la passe à poissons. Il n'y a aucun doute que sa population est en baisse en raison d'un manque de frayères, même si un nombre limité d'éperlans accèdent à la baie en empruntant les écluses de bateau.
2. La partie inférieure de la passe à poissons est une structure à bassins et à gradins. Les débits d'eau dans la partie « bassins et gradins » de la passe à poissons sont maintenus à 2,5 m3/s lorsque le niveau de la mer est inférieur à celui de la baie. Trois fentes verticales d'une largeur de 0,5 mètre permettent aux poissons d'entrer dans la passe à poissons. Un câble tire des volets rabattables vers le haut dans les fentes d'entrée1 afin de maintenir des niveaux d'eau optimaux (ainsi que la section transversale de la colonne d'eau), c'est-à-dire au dessus des volets rabattables, créant ainsi une vitesse de sortie de 1,5 à 2 m/s.


Photo 3. Partie « bassins et gradins » inférieure de la passe à poissons à marée basse

3. La différence d'élévation entre les fonds (ainsi que le dessus des gradins) des bassins adjacents dans la passe à poissons principale est de 45 cm. Les bassins ont 8 m de large et 3 m de long. Les bassins se vident successivement à mesure que les volets rabattables à l'entrée s'élèvent pour bloquer la marée montante. Ce système crée un canal sans fin à paroi de béton.
4. À l'extrémité supérieure de la structure à bassins et à gradins, on trouve deux passes à poissons à pente raide (munies de déflecteurs). L'une laisse entrer les poissons lorsque le niveau de la baie est supérieur à celui de l'estuaire. L'autre est utilisée lorsque la marée est supérieure au niveau de la baie.


Photo 4. Partie munie de « déflecteurs » de la passe à poissons

5. Lorsque le niveau de la baie est supérieur à celui de l'estuaire, un tuyau distinct fournit de l'eau par écoulement gravitaire aux bassins inférieurs de la passe à bassins et à gradins. Cela augmente le volume de déversement provenant des fentes d'entrée, sans accroître le débit d'eau s'écoulant dans le système à bassins et à gradins, et attire les poissons vers la passe à poissons.
6. Lorsque la marée monte de sorte que la passe à bassins et à gradins et la première passe à pente raide deviennent « bloquées par la marée » (niveau de la mer supérieur à celui de la baie), une porte à la sortie (extrémité supérieure) de la passe à pente raide se ferme pour prévenir tout retour d'eau de la passe à poissons à la baie. À ce stade de la marée, l'eau est pompée vers le deuxième bassin à partir de l'extrémité de sortie de la passe à bassins et à gradins en vue de maintenir le débit d'eau à l'extrémité inférieure de la passe à poissons. L'eau est également pompée vers la deuxième passe à poissons à pente raide, qui devient accessible pour les poissons lorsqu'une porte d'écluse s'ouvre. Les poissons peuvent alors se déplacer du canal à bassins et à gradins vers un bassin supérieur. À l'extrémité de sortie, on trouve un gradin « invisible » qui laisse passer les poissons et les dirige vers le bassin de retenue. (Un gradin invisible est un tuyau collecteur horizontal servant de gradin. L'eau est évacuée de la partie supérieure du tuyau : 80 % de l'eau se vide dans la passe à pente raide, et 20 % retourne à la baie. Ce 20 % d'eau de retour transporte les poissons vers le bassin de retenue.)
7. Le système entier est commandé par un contrôleur logique de processus (CLP). Le CLP peut être contourné afin de permettre un contrôle manuel.


Photo 5. Moniteur de visualisation – CLP de la passe à poissons

8. Après que l'eau est évacuée des fentes d'entrée de la passe à poissons et de la porte d'écluse no 5 adjacente, le débit d'eau entre dans un bassin d'amortissement (voir la photo 2), qui est essentiellement un dalot en béton muni de parois latérales de différentes hauteurs (étages). Lorsque le débit d'eau débordant de la paroi la plus courte atteint une vitesse trop élevée, l'eau déborde d'une deuxième paroi et, lorsque le débit atteint une vitesse trop élevée pour cette deuxième paroi, l'eau déborde d'une troisième paroi. De cette façon, les poissons peuvent accéder au sas puis à la passe à poissons en fonction d'une variété de débits et de vitesses de débit.

Lorsque le débit des rivières est faible, il est difficile pour les opérateurs de faire fonctionner la passe à poissons. Au cours de la première année (2000), on a signalé de nombreux problèmes mécaniques avec le fonctionnement des volets rabattables d'admission, d'où la difficulté de maintenir la vitesse de débit voulue (de 1,5 à 2,0 m/s) à l'entrée de la passe à poissons.

Gestion des pêches et son efficacité dans le bassin Taff–Ely

La Cardiff Bay Development Corporation (CBDC) établit chaque année un stock de saumoneaux d'élevage pour contrebalancer l'impact du barrage sur la migration des poissons. Dans la pire éventualité, on estimait que la construction du barrage entraînerait une réduction des retours de l'ordre de 35 %. Pour contrebalancer cette réduction, on a établi un stock de saumoneaux âgés de deux ans, c'est-à-dire 10 000 poissons avant la construction du barrage et 50 000 poissons (qui est passé depuis à 60 000) après la construction.

Le taux de retour moyen des saumons adultes marqués (provenant des stocks de saumoneaux établis avant la construction) était de 0,66 %. Le taux de retour des saumoneaux marqués en 1998 et retournés en 1999, c'est-à-dire la dernière année avant la construction du bassin, était de 0,29 %. Un autre 0,02 % des poissons libérés en 1998 et ayant passé plusieurs hivers en mer sont retournés en 2000, donnant ainsi un taux de retour total de 0,31 % pour les poissons de la classe d'âge de 1998. Au cours de l'année 2000, l'année suivant l'achèvement du barrage et du bassin de la baie de Cardiff (mis en service le 4 novembre 1999), le taux de retour des saumons adultes parmi les saumoneaux marqués était de 0,25 %. (Un taux de retour de 3 % aurait été acceptable.)

En 2000, les prises de saumon par pêcheur à la ligne par effort de pêche étaient de 0,19 poisson par jour-pêcheur, comparativement à 0,15 poisson par jour-pêcheur avant et pendant la construction (de 1992 à 1999). En 2000, les prises de truite de mer par pêcheur à la ligne par effort de pêche étaient, elles aussi, de 0,19 poisson par jour-pêcheur, comparativement à 0,45 poisson par jour-pêcheur avant et pendant la construction (de 1992 à 1999).

Le piège à dénombrement repère situé à Blackweir, sur la rivière Taff, a capturé 0,097 saumon par heure avant et pendant la construction (de 1991 à 1999), c'est-à-dire 2 159 poissons en 22 342 heures de prise. On peut comparer ce chiffre au 0,035 poisson capturé par heure (574 poissons en 16 474 heures) avant et pendant la construction du bassin (période de 2000 à 2003, voir le au tableau 2 ci dessous). Les pièges ont capturé 0,108 truite de mer par heure de prise (2 410 poissons en 22 342 heures) avant la construction du bassin, et 0,067 poisson par heure de prise (1 104 truites en 16 474 heures) après la construction (voir le tableau 2 ci-dessous).

Les saumons et les truites de mer adultes ont été repérés dans l'estuaire en utilisant un système combiné d'éléments hydroacoustiques et de radio-émetteurs. Les poissons provenaient des rivières Taff et Ely qui se jettent dans la baie (autrement dit, ils ont déjà réussi à franchir le barrage et à entrer dans la rivière une fois). Le repérage a démontré que les poissons sont facilement désorientés et que peu d'entre eux ont réussi à rentrer dans le système à partir de l'estuaire.

On s'inquiète également de l'incidence du système sur la migration en aval et la survie des saumons de l'Atlantique et des truites de mer (charognards) après le frai. Sept charognards ont été repérés à l'aide du système de marquage après que les poissons ont frayé en 2000. De plus, trois saumons marqués auparavant sont entrés dans la baie. Un seul charognard a été repéré dans le milieu marin après la période de migration d'avalaison des charognards. Si la migration d'avalaison après le frai pose véritablement un problème, elle aurait de graves conséquences sur les truites, dont les géniteurs répétés jouent un rôle important dans la ponte.

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