Fonctiogramme

Le fonctiogramme est un graphique qui représente les fonctions naturelles du cours d'eau en relation avec l'espace à sa disposition. Précisons qu'il s'agit d'un espace de mobilité (c'est-à-dire non stabilisé). Certaines fonctions naturelles dépendent aussi d'autres facteurs que l'espace (qualité de l'eau, apport en matériaux charrié, p. ex.). Ainsi, concernant l'interprétation du fonctiogramme, une note de 100% ne signifie pas systématiquement que la fonction est remplie à 100%, mais que l’espace à disposition permet de remplir la fonction à 100% si toutes les autres conditions nécessaires à cette fonction sont remplies. Cet outil s'adresse avant tout aux gestionnaires des cours d'eau. Il peut être utilisé dans deux cas de figure.

Identifier un objectif écologique d'après les caractères du cours d'eau
Définir l'espace nécessaire pour atteindre un objectif écologique

Le fonctiogramme est basé sur les caractéristiques du cours d'eau à l'état naturel. Il n'est pas nécessaire de connaître la dimension et le contenu de l'espace réservé aux eaux pour le dessiner.

Définition de l'état naturel de référence

On applique la procédure à des tronçons de cours d'eau homogènes. La définition de l'état naturel de référence consiste à définir l'aspect général du tronçon en question s'il n'y avait pas d'activités humaines. Plus précisément on cherche à connaître :

Le style fluvial naturel
La largeur à pleins bords ou largeur occupée par le débit morphogène Lpb
La largeur naturelle du fond du lit Lfl
L'amplitude des méandres (uniquement pour les cours en méandres) Anat
Le nombre de chenaux lors du débit morphogène (uniquement pour les cours en tresses)

Option zone alluviale

Les fonctions définissant l'espace nécessaire au cours d'eau prennent en compte la présence ou non d'une zone alluviale. Hors zone alluviale, les courbes de satisfaction des fonctions de "structure du milieu terrestre" et du "développement des communautés végétales typiques" visent l'installation d'une forêt à bois tendres, alors que dans les zones alluviales l'installation supplémentaire des forêts à bois durs est également visée.

Style fluvial naturel

Pour connaître le style fluvial naturel d'un tronçon de cours d'eau, on se réfère à un état historique datant d'avant les premières corrections si possible. La Carte Dufour peut être utile pour cela. Si les conditions hydrologiques ont été fortement modifiées ou si aucune donnée historique fiable n'existe, il convient de définir le style fluvial sur la base d'approches mathématiques.
Cinq styles fluviaux différents sont définis. Cette typologie est avant tout basée sur les besoins d'espace et les fonctions naturelles qui sont remplies par ces styles fluviaux.

Tresses
Méandres migrants
Méandres développés
Cours rectiligne
Cours enfoncé (canyon), assimilé au cours rectiligne pour l'évaluation

Largeur naturelle du fond du lit et largeur naturelle à pleins bords

La notion de largeur naturelle du fond du lit est importante, car elle intervient dans l'Ordonnance fédérale sur la protection des eaux. C'est à cette largeur qu'on fait référence pour savoir si on se trouve dans la catégorie des cours d'eau de plus de 15m de large.
La largeur à pleins bords est une notion importante également, elle correspond à la largeur du lit mineur. Il s'agit de la largeur pleins bords en conditions naturelles. Dans les cas où le lit mineur n'est pas précisément délimité, la largeur à plein bord est la largeur occupée par le cours d'eau pour le débit morphogène. En général, la largeur naturelle à pleins bords est la largeur occupée par un débit de temps de retour compris entre 2 et 5 ans.
Il est facile de connaître la largeur naturelle du fond du lit (Lfl, en m) connaissant la largeur à pleins bords, le rapport largeur profondeur et la pente des berges:

Lfl = Lpb *(1 - 2 /(r *m))

avec:

m pente des berges en m/m (pente moyenne naturelle des berges: 1:3)
r rapport largeur/profondeur en m/m. Pour estimer ce paramètre on utilise la typologie de Rosgen (1994), et on interpole cette valeur en fonction du style fluvial naturel du cours d'eau (chap. 5.1 du rapport)

Saisie des paramètres de l'état naturel

Remarque: il faut que Lfl < Lpb (< Anat). La valeur de Anat n'est pas nécessaire pour les cours d'eau en tresses et rectilignes.

Anat = pour les cours en méandres, l'amplitude naturelle des méandres (en m) doit être définie; cette valeur peut généralement être définie sur la base des cartes historiques ou d'anciens tracés encore visibles de nos jours; à défaut, la valeur de 6-10xLpb peut être utilisée.
Remarque: il convient de calculer les valeurs de Lfl et Lpb à l'aide de plusieurs approches, comme par exemple celle de Yalin et da Silva (2001), afin de retenir les valeurs les plus probables.