Le système intégré de solutions basées sur la nature pour atténuer les risques d'inondations et de sécheresse dans le bassin du fleuve Serchio (Italie)

Le bassin de la rivière Serchio est défini comme un bassin d'intérêt national selon la loi italienne. La partie inférieure de la rivière Serchio comprend le sous-bassin du lac Massaciuccoli. Le bassin est inclus dans le parc naturel régional de Migliarino, San Rossore, Massaciuccoli et comprend des zones d'intérêt naturaliste et avec une diversité biologique précieuse, d'importance internationale et nationale (partie du réseau Natura 2000 comme zone protégée spéciale et site d'importance communautaire, ainsi que le site RAMSAR). Depuis le début du XXe siècle, le territoire a été caractérisé par un fort processus de développement agricole et d'urbanisation qui a conduit à une profonde transformation du territoire. Une combinaison unique de défis auxquels le sous-bassin du lac Massaciuccoli est confronté comprend:

• Sécheresse extrême et déficit hydrique, en particulier de mai à septembre;
• Risque hydraulique lié aux inondations de la rivière Serchio et aux inondations du lac;
• la pollution de l'eau;
• Processus érosifs, perte de sol;
• Subsidence naturelle et induite par l'homme;
• altération de la qualité des écosystèmes et de la biodiversité.

Certains de ces défis sont exacerbés par le changement climatique, ce qui nécessite une adaptation de la communauté locale, en particulier du secteur agricole.

Les projections du changement climatique en Italie suggèrent une augmentation de la température, des changements dans les régimes pluviométriques avec une grande variabilité spatiale, une fréquence et une durée accrues des événements météorologiques extrêmes. La Méditerranée est reconnue comme un point chaud de sécheresse, avec des valeurs croissantes(évaluation des indicateurs de sécheresse de l’AEE) tant pour la fréquence des sécheresses,jusqu’à 1,3 événement par décennie au cours de la période 1950-2015, que pour la gravité de la sécheresse. Les projections indiquent une nouvelle augmentation des sécheresses météorologiques, jusqu’à +0,7 événement par décennie au cours de la période 2040-2070 par rapport à la période 1980-2015, plus prononcée pour le scénario d’émissions élevées (RCP8.5) et légèrement inférieure pour le scénario modéré (RCP4.5). L’occurrence et la fréquence des inondations fluviales, qui sont déclenchées par d’intenses précipitations locales, devraient également augmenter d’ici2070 (évaluation des indicateurs de l’AEE sur les inondations fluviales).

Les stratégies d’action menées dans la région du lac Massaciuccoli sont issues du projet Phusicos– Selon la nature,financé par le programme Horizon 2020 de l’UE. Il visait à démontrer comment les solutions fondées sur la nature (NbS) sont adéquates, économiquement et environnementalement durables et capables de réduire le risque d'événements météorologiques extrêmes (en particulier les inondations et la sécheresse) dans les paysages ruraux, d'accroître la résilience et de contraster les effets du changement climatique. Les NBS mises en œuvre au cours du projet, qui ont été identifiées à travers un parcours participatif, peuvent aider à atténuer le risque hydrogéologique et à améliorer le système environnemental délicat de la région du lac Massaciuccoli. Les NBS mises en œuvre dans le cadre du projet Phusicos font partie d’un plan d’intervention général plus large du bassin de la rivière Serchio, dont l’objectif général est de réduire le risque hydrogéologique de la zone et de restaurer la fonctionnalité de l’écosystème.

Un autre objectif des solutions mises en œuvre en l’espèce était de tester l’application de l’approche des «laboratoires vivants» dans des domaines liés au paysage et à l’environnement et d’étudier comment elle pourrait servir à la planification coopérative de la NBS pour faire face aux défis dus au changement climatique dans le bassin de la rivière Serchio. Un Living Lab est un espace physique et d'interaction, dans lequel les parties prenantes forment un réseau comprenant des entreprises, des agences publiques, des universités, des utilisateurs génériques (en tant que citoyens) et d'autres acteurs dans le but de collaborer pour co-créer, valider et tester de nouvelles technologies, services, produits et systèmes dans des contextes réels. Une collaboration aussi intense entre les différents acteurs publics et privés, ainsi que les citoyens, pour la co-conception et la mise en œuvre de solutions est reconnue comme un outil efficace dans la gouvernance environnementale et peut être cruciale pour la mise en œuvre réussie de la NBS. L'implication des acteurs locaux et de la communauté pour la co-conception de la NBS avait également pour objectif de faciliter l'acceptation et la mise en œuvre de ces solutions innovantes et durables, ainsi que de renforcer le sentiment de communauté, d'appartenance et de protection du territoire.

L'objectif ultime du projet était de réaliser de multiples améliorations environnementales dans le bassin du fleuve Serchio en augmentant la résilience globale du territoire aux pressions multiples, en favorisant la biodiversité et la facilité d'utilisation des zones naturelles, ainsi que de permettre la reproduction de la NBS en tant que «meilleure pratique» dans d'autres zones en offrant aux exploitations agricoles de nouvelles opportunités de croissance, de développement et de revitalisation dans la phase post-Covid-19.

Le vaste plan d'intervention pour le bassin de la rivière Serchio et le lac Massaciuccoli comprend les interventions suivantes:

1. Une usine de phyto-dépuration de 45 ha, en construction. Le système de phytodépuration est situé au sud-est du lac Massaciuccoli et a déjà été partiellement construit et activé pour une superficie de 15 hectares. La partie restante est en construction et sera achevée d'ici 2021. On prévoit qu'il traitera environ 135 000 mc/jour d'eau.
2. Bandes tampons, le long de deux zones principales du réseau de canaux secondaires. Les bandes tampons sont des zones végétalisées composées de bandes d'espèces herbacées pluriannuelles et/ou d'espèces d'arbres et d'arbustes placées en marge des champs cultivés. Ils ont l'avantage d'être réversibles, durables dans le temps, en synergie avec d'autres mesures. Les bandes tampons limitent l'érosion du sol, piègent les sédiments et améliorent la filtration des nutriments ou des polluants potentiels qui s'écoulent dans les plans d'eau et contribuent à améliorer la qualité de l'eau et l'état écologique des lacs et des zones environnantes. Une augmentation conséquente de la résilience globale du territoire aux pressions multiples est attendue.
3. L’agriculture de conservationse caractérise par une réduction substantielle de l’intensité du travail du sol et par l’utilisation de cultures de couverture, telles que les plantes («Loliummultiflorum Lam»),insérées entre différentes cultures, uniquement à des fins écologiques et agronomiques ou d’ensemencement de gazon. L'agriculture conservatrice est testée, sur une superficie totale d'environ 60 hectares, dans deux fermes (Azienda Agricola La Costanza, Azienda Agricola Bonifica della Casa Rossa) qui sont impliquées dans le cas de démonstration Serchio du projet Phusicos.
4. Bassin de sédimentation, en construction. Le bassin a été planifié pour réduire davantage le transport des sols et des nutriments. Il s'agit d'un bassin de rétention d'eau qui sera construit à la sortie du sous-captage, juste avant la station de pompage qui élève les eaux de drainage pour les acheminer vers le lac Massaciuccoli. Le bassin de sédimentation, d'environ 4,0 ha de large, peut réduire considérablement les matières particulaires grâce aux processus de sédimentation. De plus, les plantes qui poussent autour du bassin peuvent absorber de l'azote et du phospore, ce qui réduit les charges d'éléments nutritifs dans le lac. Le bassin de sédimentation représente certainement un bon exemple de mesure gagnant-gagnant: en plus de contribuer à l’amélioration de la qualité de la ressource en eau, il constitue également un bassin de rétention d’eau, atténuant l’effet des crues et servant de réservoir en période de sécheresse.
5. La « gestion douce des canaux » agit sur la section effective des canaux; en particulier, la section trapézoïdale d'origine est agrandie par la réalisation d'une plaine inondable sur une rive en maintenant la végétation sur les rives et en empêchant les processus d'érosion. La gestion douce des canaux est une pratique durable et écologique visant à recréer et/ou maintenir les conditions naturelles des cours d'eau, en recréant le dynamisme morphologique, la diversité environnementale, les fonctions hydrauliques et écologiques du système fluvial. La végétation aquatique des canaux favorise le processus naturel d'élimination de l'eau des polluants. L'objectif global est de permettre à la rivière de s'étendre naturellement lors d'une inondation et en même temps de maintenir la végétation sur les rives pour augmenter la purification de l'eau et la biodiversité. L’intervention, toujours en phase de planification (mise à jour 2021), a été approuvée et financée.

Des laboratoires vivants dédiés ont été mis en place avec les agriculteurs et les parties prenantes locales qui ont fourni leurs connaissances spécifiques et participé activement à la co-conception et à la mise en œuvre de la NBS dans un chemin partagé. Le processus Living Labs a suivi trois phases principales: (i) comprendre, enquêter, planifier et explorer; (ii) co-conception créative et raffinement; iii) évaluation et essais.

L'efficacité de la NBS est évaluée au moyen d'un programme interdisciplinaire de surveillance, y compris l'échantillonnage et l'analyse des sols, la mesure des tendances des précipitations et des températures, la caractérisation hydrogéologique et géochimique des sols et de l'eau, la surveillance qualitative et quantitative du transport des solides et la productivité des cultures.

Depuis février 2019, le programme des travaux réalisés dans le bassin du Serchio a été mis en œuvre selon une approche participative, impliquant activement un large éventail de parties prenantes dans les laboratoires vivants, les tables de discussion techniques et le processus de prise de décision. Le processus participatif a impliqué des parties prenantes de groupes privés et d’autorités publiques, telles que le consortium de remise en état des terres de Toscana Nord, le parc naturel régional de Migliarino San Rossore Massaciuccoli, les municipalités de Vecchiano, Pise, Viareggio et Massarosa, des associations professionnelles, des associations environnementales, des agriculteurs et des citoyens.

Toutes les parties prenantes ont participé à toutes les phases du processus Living Lab, de la définition des buts et des objectifs aux solutions, en passant par leur conception et leur mise en œuvre. Les agriculteurs ont joué un rôle clé dans le projet, en mettant leurs terres agricoles à la disposition de la Nouvelle-Écosse et en partageant leur expertise spécifique. Ils ont remodelé les canaux et ensemencé des espèces indigènes typiques pour servir de tampons contre le ruissellement des nutriments et des produits chimiques (engrais, pesticides) utilisés lors des pratiques agricoles. Ils ont également contribué à la création du bassin de sédimentation à travers un mélange de plantes aquatiques Phragmites australis et Thypha latifolia pour piéger les sédiments et arrêter son écoulement dans le bassin.

L’autorité du district hydrographique des Apennins septentrionaux a coordonné et cofinancé les travaux, en veillant à la cohérence et aux synergies avec d’autres activités et plans fonciers tels que le plan de développement rural, le plan de gestion du bassin hydrographique conformément à la directive-cadre européenne sur l’eau et le plan de gestion des risques d’inondation conformément à la directive européenne sur les inondations.

Les facteurs de succès de cette étude de cas reposent principalement sur l'approche intégrée utilisée pour cibler les multiples défis auxquels le bassin de la rivière Serchio est confronté. Les incidences du changement climatique (en particulier les sécheresses et les inondations) ont été envisagées dans le cadre d’un vaste plan d’intervention portant sur les pressions non climatiques telles que l’eutrophisation, la pollution de l’eau, l’érosion des sols et la perte de biodiversité dans une zone à haute valeur écologique reconnue au niveau international.

D'autres facteurs de succès sont liés à l'approche écosystémique utilisée dans ce plan d'intervention, qui a sélectionné plusieurs solutions synergiques basées sur la nature, sans regret, des mesures durables et efficaces avec un potentiel élevé d'amélioration de la résilience des écosystèmes.

L'approche Living Lab a également contribué au succès des solutions prévues. La pleine participation des parties prenantes, et en particulier des agriculteurs, a contribué à adapter les solutions au contexte local, à stimuler de nouvelles idées et à créer des possibilités d’apprentissage supplémentaires.

La mise en œuvre d'un programme de suivi détaillé et multidisciplinaire, qui peut démontrer par des données scientifiques l'efficacité de la NBS mise en œuvre, peut favoriser la transférabilité des bonnes pratiques vers d'autres domaines confrontés à des défis similaires.

Les facteurs qui ont ralenti la mise en œuvre des actions identifiées sont principalement bureaucratiques et administratifs. Actuellement, la législation italienne considère NBS comme des travaux d'ingénierie naturaliste, qui nécessitent un long processus d'approbation. En outre, de nombreuses réunions ont été nécessaires dans le cadre de sessions Living Labs, ce qui a nécessité du temps pour renforcer les relations avec certaines parties prenantes et avec les associations professionnelles afin d'illustrer et d'expliquer le projet, la NBS et leurs applications.

La mise en œuvre de la NBS dans le bassin du Serchio devrait ralentir le processus de rejet de polluants des terres agricoles vers le lac, améliorer l’état écologique des écosystèmes lacustres et des zones environnantes, favoriser la réapparition d’espèces animales et renforcer la biodiversité. La mise en œuvre de ces mesures contribuera également à la lutte contre l'érosion des sols et à la réduction du transport de matières solides par les canaux. L'ensemble de ces actions permettra d'accroître la résilience hydraulique globale du territoire contre les inondations et la rareté de l'eau.

Des avantages socio-économiques sont également attendus de la mise en œuvre du plan d’intervention:

• Créer de nouvelles opportunités touristiques et récréatives en particulier pour les associations locales (observation des oiseaux, kayak, etc.)
• Améliorer le bien-être des citoyens
• Stimuler l'économie verte locale basée sur des pratiques agricoles durables
• Instaurer une coopération, un enthousiasme et un sentiment d’«appropriation» accrus entre les parties prenantes (agriculteurs), ce qui se traduira par une acceptation accrue et une mise en œuvre harmonieuse des mesures.
• Sensibiliser davantage les parties prenantes aux risques liés au climat.

Enfin, des avantages en matière d'atténuation du changement climatique sont attendus, en raison de l'extension accrue de la superficie végétalisée, avec un potentiel accru de séquestration du carbone.

Les NBS dans le district des lacs sont en partie financés par des fonds de l’UE (1 425 000,00 EUR) dans le cadre du projet «Phusicos – Selon la nature» de l’UE. D'autres sources de financement incluent la région Toscane (pour le projet de phyto-dépuration et d'autres NBS à travers le projet PIT-Pianura Pisana), et le ministère national de l'Environnement (maintenant appelé ministère de la Transition écologique) pour l'amélioration du réseau hydraulique.

La plupart des interventions mises en œuvre dans la zone d’étude de cas sont incluses dans le plan de gestion du bassin hydrographique et le plan de gestion des risques d’inondation du district hydrographique des Apennins septentrionaux, mettant ainsi en œuvre le cadre européen pour l’eau et les directives relatives aux inondations.

La plupart des NBS sont mises en œuvre dans le cadre du projet PHUSICOS, qui a débuté en 2018 et se terminera en 2023.

Les solutions mises en œuvre dans la zone d'étude de cas devraient avoir une longue durée de vie (généralement plus de 15 ans pour ce type d'interventions), surtout si elles sont correctement surveillées et entretenues. Un projet de suivi est en cours pour évaluer l'efficience et l'efficacité des solutions mises en œuvre.

Northern Apennines River Basin District Authority

Massimo Lucchesi, General Secretary and had of the Authority
E-mail: segretario@appenninosettentrionale.it

Nicola Del Seppia, Special Projects Office manager
E-mail: n.delseppia@appenninosettentrionale.it

Nicola Coscini
E-mail: n.coscini@appenninosettentrionale.it

AEE, (2021). Solutions fondées sur la nature en Europe: Politiques, connaissances et pratiques en matière d'adaptation aux changements climatiques et de réduction des risques de catastrophe. Rapport 1/2021 de l’AEE.