The effect of a monk and bypass equiped pond on the temperature of a Limousin river: the case of the "lake" of Uzurat (Limoges) on the Aurence River.
L’effet d’un étang à moine et à dérivation sur la température d’un cours d’eau limousin : le cas du « lac » d’Uzurat (Limoges) sur l’Aurence
Abstract
The Uzurat “lake” (in advertising or promotional material) is a monk pond located in the city of Limoges which has dammed the Aurence River since 1979. This river, whose mean discharge from pond outlet is about 0.55 m3 / s, has low water in summer. The Aurence River looked like a built and productive river with many mills for centuries. In the second half of the twentieth century, the small valley was preserved from canalization by a proactive policy of regional planning but not from urbanization of its watershed. The Aurence valley has thus become the main green belt in Limoges. Within the European and French administrative framework restoring the ecological continuity, a diversion channel bypassing the pond was built from 2017 to 2019. Water temperature monitoring was conducted during the hot summer of 2019, using both recording thermometers and point measurements with a high-accuracy platinum thermometer. According to continuous measurements from mid-July to the end of August, the pond hydraulic system with monk and bypass warmed the river mean temperature by 0.5 ° C, especially increasing diurnal maxima. Within the diversion channel (measurements only during diurnal maxima), the water heats up from upstream to downstream following a gradient of 0.26 ° C / 100 m. The Uzurat pond causes the river to warm relatively little (compared to spillway or monk ponds) because its two hydraulic equipments have a complementary impact. The monk counteracts the warming due to the sunny diversion in the afternoon, when the pond is stratified, while the diversion channel counteracts the warming due to the monk at night and in the morning, when the pond is mixed. According to the two classical methods of determining the reference temperature, the river returns to its initial temperature about 800 m downstream from the pond. But, since the outfall crosses a succession of shaded and sunny sectors and since the bypass channel runs in open environment, this paper proposes a new method for determining the river reference temperature. Our historical cartographic reconstruction of the ancient stem of the river takes into account that the Aurence River water temperature would have risen from upstream to downstream even without pond. Apart from the mathematical calculation, this is discussed about a possible natural reference point in a river that has been built and equipped for centuries and whose watershed has been largely urbanized in recent decades.
Le « lac » d’Uzurat est un étang à moine de la ville de Limoges qui barre l’Aurence depuis 1979. Cette rivière, dont le module brut est d’environ 0,55 m3/s au niveau de l’étang, connaît un régime pluvio-évaporal océanique aux basses eaux de saison chaude. L’Aurence a été hérissée de nombreux moulins pendant des siècles et faisait figure de rivière construite et productive. Dans la seconde moitié du XXème siècle, son lit mineur a au contraire été préservé de la canalisation intégrale et de l’urbanisation des nouvelles ZUP, ZAC et ZI l’entourant désormais, par une politique volontariste d’aménagement du territoire. La vallée de l’Aurence est ainsi devenue la principale coulée verte de Limoges. Dans le cadre administratif européen et français de la restauration de la continuité écologique des cours d’eau, un chenal de dérivation contournant l’étang a été construit de 2017 à 2019. Un suivi de la température de l’eau a été mené pendant l’été caniculaire 2019, au moyen à la fois de thermomètres enregistreurs automatiques et de mesures ponctuelles par un thermomètre à platine de haute précision. De la mi-juillet à la fin août (mesures en continu), l’ensemble de l’étang pourvu de son moine et de sa dérivation a réchauffé l’eau de la rivière de 0,5 °C en moyenne, augmentant surtout les maxima diurnes. A l’intérieur du seul chenal de dérivation (mesures ponctuelles lors des maxima diurnes), l’eau se réchauffe d’amont en aval selon un gradient de 0,26 °C / 100 m. Si l’étang d’Uzurat provoque un réchauffement assez faible de la rivière (en comparaison d’étangs à déversoir ou moine étudiés par ailleurs), c’est que ses deux équipements ont un effet complémentaire. Le moine contrecarre le réchauffement dû à la dérivation ensoleillée l’après-midi, quand l’étang est stratifié, tandis que la dérivation contrecarre le réchauffement dû au moine la nuit et le matin, quand l’étang est brassé. Selon les deux méthodes classiques de détermination de la température fluviale de référence, l’émissaire rétablit sa température initiale à environ 800 m en aval de l’étang. Mais, pour tenir compte d’une succession de secteurs ombrés et ensoleillés recoupés par l’émissaire et pour tenir compte du fait que la dérivation est au soleil et que l’Aurence avant la mise en eau de l’étang traversait un terrain largement ensoleillé, cet article propose une nouvelle méthode de détermination de la température de référence fluviale. Celle-ci intègre le fait que l’Aurence aurait vu sa température augmenter d’amont en aval même en absence d’étang. En dehors du calcul mathématique, cela pose la question d’un éventuel point de référence naturel dans une rivière aménagée depuis des siècles et dont le bassin versant a été largement urbanisé au cours des dernières décennies.
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