Le castor: ingénieur de l’écosystème au talent inné

Animaux, plantes et microbes assument des tâches cruciales dans l’écosystème. Sans eux, la vie actuelle sur terre serait tout simplement impossible. «Nous avons beaucoup à apprendre de la nature pour résoudre nos défis humains», déclare Jolanda Jenzer Althaus, professeure de construction hydraulique et responsable de l’Institut de l’infrastructure et de l’environnement à la BFH. Dans le cadre de ses recherches, elle s’intéresse autant aux cours d’eau qu’aux eaux calmes. Elle se penche notamment sur la façon dont le bois mort intégré influence la morphologie des cours d’eau ou sur l’évolution de la nappe phréatique, de la flore et de la faune autour d’un barrage de castors. «Les cours d’eau sains et leurs environnements naturels sont des hotspots de biodiversité», explique la chercheuse, qui travaille depuis huit ans déjà à la BFH. Auparavant, elle a travaillé dans le secteur privé et à l’EPFL. Au fil de ses recherches, c’est le castor qui a tout particulièrement attiré son attention. «Car les barrages de castors jouent un rôle crucial dans l’écosystème», dit-elle.

Projet de barrages artificiels de castors

L’imitation de la nature est connue sous le terme technique de «biomimétisme». C’est à ce thème que la Journée du génie hydraulique de Berthoud sera dédiée cette année (voir encadré ci-dessus), sous la houlette de Jolanda Jenzer Althaus. «Le castor suscite des réticences dans la société», dit-elle. Pourtant, selon l’experte, cet animal mérite d’être mieux connu si l’on veut comprendre son influence sur les eaux.

Lorsque les castors construisent des barrages dans les cours d’eau, ils engendrent une accumulation d’eau et la formation de mares ou d’étangs. Ces zones humides ont une incidence importante sur l’écosystème: elles favorisent le processus de décomposition et de transformation des nitrates et du dioxyde de carbone par les plantes, le plancton et les microorganismes. Elles poussent également des espèces de plantes et d’animaux qu’on ne trouve que sur ce type de sites à s’y installer durablement.

Le laboratoire de génie hydraulique de la BFH cherche à imiter le travail du castor dans ses murs. Assistée de ses étudiant-e-s, Jolanda Jenzer Althaus y a modélisé, dans le cadre de travaux de bachelor et de master, un cours d’eau de 14 mètres de long et de 3 mètres et demi de large, dans lequel ils et elles ont intégré un barrage de castor fabriqué à l’aide d’une imprimante 3D. L’équipe de projet a effectué des mesures avant et après l’installation du barrage. La retenue d’eau a poussé l’eau dans le sol, faisant monter le niveau de la nappe phréatique. «Cela prouve que les barrages de castors permettent de retenir l’eau en prévision des périodes de sècheresse ultérieures», explique la professeure. L’équipe du projet compte désormais éprouver les résultats obtenus en laboratoire à l’extérieur, dans des eaux réelles. L’équipe s’est mise en quête d’éventuels tronçons de ruisseaux susceptibles de devenir des sites d’étude.

Importance du bois mort dans les cours d’eau

Dans le domaine de la revitalisation des cours d’eau, Jolanda Jenzer Althaus étudie également l’influence des mesures structurelles telles que les plantes et le bois sur la morphologie des rivières. «Nos cours d’eau n’ont plus grand-chose de naturel. Il y a peu de ripisylve et le bois mort qui flotte dans l’eau est généralement retiré immédiatement, par crainte des inondations», explique la scientifique. Par ses recherches, elle vise à montrer pourquoi il est judicieux d’intégrer le bois mort plutôt que de l’enlever. Dans un lit de rivière à l’échelle 1:30, qui se trouve dans le laboratoire de génie hydraulique, elle a installé des troncs d’arbres imprimés en 3D dotés de rhizomes, en collaboration avec des étudiant-e-s en génie civil. Leur étude a notamment porté sur la modification du lit du cours d’eau et sur son influence sur le niveau d’eau. En outre, l’équipe de projet a mesuré les forces qui agissent sur le bois mort dans différentes situations de crue, afin de fixer solidement le bois mort en cas de crue. Des recherches supplémentaires sont encore nécessaires. Mais ce qui parait d’ores et déjà certain, c’est que «la crainte que le niveau de l’eau monte massivement à cause du bois mort est infondée dans la plupart des cas». En outre, le bois mort se montre précieux pour deux autres raisons: il crée des habitats et des refuges pour les animaux aquatiques d’une part, et procure des valeurs nutritives importantes d’autre part.

Les connaissances relatives aux mesures structurelles appropriées sont très recherchées dans la pratique. C’est ainsi que fin 2025, sur mandat de l’Agenda 21 pour l’eau – un forum et un réseau d’acteurs et actrices de la gestion des eaux en Suisse –, la BFH a publié un manuel et des fiches techniques pour la construction sur les mesures structurelles dans les projets de construction hydraulique, en coopération avec un consortium de bureaux d’ingénieur-e-s et notamment en environnement, ainsi qu’avec un chef de chantier. Selon Jolanda Jenzer Althaus, la publication rencontre un vif succès en Suisse et à l’étranger. Elle a même fait l’objet d’une traduction en japonais. Chaque fiche décrit une mesure structurelle, comme un ilot de bois mort, et explique comment l’intégrer pour obtenir le meilleur effet écologique possible et résister aux forces de l’eau. Le manuel et les fiches ont notamment pour but d’inspirer les professionnel-le-s encore peu expérimenté-e-s en matière de revitalisation.

Le castor: ingénieur de l’écosystème au talent inné

Jolanda Jenzer Althaus, professeure de construction hydraulique et responsable de l’Institut de l’infrastructure et de l’environnement à la BFH, s’inspire de la nature, pour la comprendre et l’imiter. «La nature fait très bien les choses, à nous d’en tirer les enseignements», rappelle la chercheuse. Elle étudie notamment comment le bois mort influence la morphologie des cours d’eau et comment l’écosystème se développe autour des barrages de castors.