comportement des poissons dans des ambiances … · comportement des poissons dans des ambiances...
TRANSCRIPT
COMPORTEMENT DES POISSONS DANS DES AMBIANCES THERMIQUES ET HYDRAULIQUES
CONTRASTEES : CAS DU RHONE A BUGEY
Hervé CAPRA
Irstea, UR MALY, Dynam, 5 rue de la Doua - CS 70077, F-69626 Villeurbanne, France
Principaux collaborateurs du projet BUGEY 2D :
• Tracey Steig, Pat Nealson, Dave Ouellette, Samuel Johnston (HTI) • Eric McNeil, Marie-Claire Bouillon, Carola Alfaro (RSW, puis AECOM) • M. Ovidio (Université de Liège) • H. Pella, N. Lamouroux, J. Bergé (Doctorant), P. Roger, R. Mons, Anne-Laure
Jeanpierre, Thibault Datry, Céline LePichon (Irstea) • Y. Secretan, Pascal Matte (INRS-ETE, Québec) • J. Morin, P. Fortin, O. Champoux (Environnement Canada, Québec) • nombreux stagiaires.
€ € € €
Le contexte
• Les autorités qui délivrent les autorisations doivent définir des seuils de débit et de température, notamment pour délivrer des autorisations de rejet d’eau chaude des Centres Nucléaires de Production d’Electricité (CNPE)
• Nous (Irstea, ancien Cemagref) réalisons le suivi réglementaire des effets des rejets d’eau chaude de différents CNPEs, notamment de Bugey
• Suite à sa Phase III, le projet Rhône thermie – Phase IV objectivait d’acquérir de nouvelles connaissances / données à propos de l’écologie des communautés aquatiques du Rhône, avec notamment un focus sur les réponses des organismes aux variations environnementales (e.g. débit, température, interaction) en terme de recrutement, croissance, utilisation de l’habitat, déplacements…
Les objectifs (Axe 2 du programme : Stratégie de recherche en Thermie et Hydrobiologie)
Réaliser une expérimentation de terrain pour étudier le comportement des poissons dans le Rhône à Bugey …
• description de la sélection de l’habitat et des déplacements des poissons
• analyse des effets de la variabilité du débit ET de la température de l’eau
• évaluer les effets des rejets d’eau chaude du CNPE de Bugey
…ce qui nécessitait une connaissance précise de l’habitat disponible pour les poissons compatible avec la précision de leurs localisations (même échelle de temps et d’espace).
AMBIANCES
THERMIQUES ET HYDRAULIQUES CONTRASTEES …..
Le site d’étude
37
62
57
52
47
42 32
27
Le BUGEY
L’AIN
Le site d’étude
(Module = 475 m3s)
AIN
Lac Léman
Lyon
(Capra et al., in prep.)
N
St Vulbas Lagnieu
CNPE Bugey
Confluence de l’Ain Loyettes
St Sorlin
Dam of SAULT-BRENAZ
(1985)
Dam of JONS (1937)
Le site d’étude
(Photos Irstea)
N’ EST PAS
Le site d’étude
(Photo Irstea)
20 août 2009 350 – 450 m3.s-1
Temp. amont = 24°C
Pas de stratification verticale
(accord CNPE Bugey)
Pk 44
Le site d’étude
(accord CNPE Bugey)
(Simulations Telemac 2D; Capra et al., 2011)
150 m3.s-1
700 m3.s-1
20.3°C
25.3°C
11.5 m3.s-1
29.4°C 84 m3.s-1
Pk 44
Le site d’étude
165 m3.s-1
400 m3.s-1
Débit horaire et moyen journalier
ΔQ = 100 m3.s-1 = = > Δ Niveau d’eau ≈ 30 cm
Le site d’étude
(à partir des données horaires - CNR)
(Irstea)
170 m3.s-1
900 m3.s-1 600 m3.s-1
150 m3.s-1
Le site d’étude
(Photos Irstea)
RD RG Le site d’étude
(Photos Irstea)
Matériel & Méthodes
- Modélisation hydrodynamique et thermique en 2D EN TOUT POINT et POUT TOUT DEBIT
hauteur d’eau, vitesse du courant, substrat…
et température
Modèle hydrodynamique en 2D – secteur CNPE de Bugey
(Simulations Telemac 2D)
0
5
10
15
20
25
30
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Débit (m3.s-1)
Po
urc
en
tag
e d
e la
su
rfa
ce
en
ea
u (
%)
- P
rofo
nd
eu
r h0_0,8
h0,8_1,4
h1,4_1,8
h1,8_2,2
h2,2_2,6
h2,6_3,2
hsup3,2
0
10
20
30
40
50
60
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Débit (m3.s-1)
Po
urc
en
tag
e d
e la
su
rfa
ce
en
ea
u (
%)
- V
ite
ss
e
v0_0,2
v0,2_0,4
v0,4_0,6
v0,6_0,8
v0,8_1
v1_1,4
vsup1,4
Simulations de la hauteur d’eau et de la vitesse du courant, en fonction du débit [150 à 850 m3.s-1]
(Capra et al., 2011)
6h - 6h -
Le site d’étude
6h - 6h -
100
200
300
400
500
600
700
800
01/0
7
06/0
7
11/0
7
16/0
7
21/0
7
26/0
7
31/0
7
05/0
8
10/0
8
15/0
8
20/0
8
25/0
8
30/0
8
04/0
9
09/0
9
14/0
9
19/0
9
24/0
9
29/0
9
04/1
0
Déb
it (
m3.s
-1)
100
200
300
400
500
600
700
06 -
00
06 -
12
07 -
00
07 -
12
08 -
00
08 -
12
09 -
00
09 -
12
10 -
00
10 -
12
11 -
00
11 -
12
12 -
00
12 -
12
13 -
00
Semaine du 6 au 12 juillet 2009
Déb
it (
m3.s
-1)
(à partir des données horaires - CNR)
Augmentation de 390 m3.s-1 en 13h
Vitesse : 0.3 - - > 0.7 m.s-1
Hauteur d’eau : 1.2 - - > 2.9 m
Simulation Telemac 2D de l’augmentation de 390 m3.s-1 sur 13h
visualisée sous BlueKenue 64
Matériel & Méthodes
- Modélisation hydrodynamique et thermique en 2D EN TOUT POINT et POUT TOUT DEBIT
hauteur d’eau, vitesse du courant, substrat…
et température
- Analyse comportementale : télémétrie acoustique
position des poissons marqués toutes les 3 sec.
Hydrophones
150 m
Matériel & Méthodes
Etude comportementale (télémétrie fixe) :
(Pella)
(IGN)
Carte bathymétrique
Matériel & Méthodes
(Photos Irstea)
Installation matériel
Matériel & Méthodes
(Photos Irstea)
(H. Pella - Cemagref)
BAF 3100 [LT:397, W:564]
(J. Bergé - Cemagref)
Matériel & Méthodes -----> Résultats
53 (61) adultes (3 (10) espèces)
Barbeaux, Chevaines, Silures
5 517 610 localisations
89 jours en 2009
(juillet – septembre)
Résultats
Localisations : de partout… mais principalement en berge barbeau et chevaine < 10% silure > 50 % dans le panache
(Capra et al., 2012 – rapport Rhône Thermie Phase IV - provisoire)
Résultats
Localisations : de partout… mais principalement en berge barbeau et chevaine < 10% silure > 50 % dans le panache
(Capra et al., 2012 – rapport Rhône Thermie Phase IV - provisoire)
Résultats
Localisations : de partout… mais principalement en berge barbeau et chevaine < 10% silure > 50 % dans le panache variation interindividuelle quelques hot-spots
Silures (n=6)
Chevaines (n=7)
(Capra et al., 2012 – rapport Rhône Thermie Phase IV - provisoire)
Résultats
Localisations : de partout… mais principalement en berge barbeau et chevaine < 10% silure > 50 % dans le panache variation interindividuelle quelques hot-spots
Silures (n=6)
(Capra et al., 2012 – rapport Rhône Thermie Phase IV - provisoire)
Résultats
Utilisation de l’habitat :
(Capra et al., 2012 – rapport Rhône Thermie Phase IV - provisoire)
14-18 18-20 20-21 21-22 22-23 23-25 >25 14-18 18-20 20-21 21-22 22-23 23-25 >25 14-18 18-20 20-21 21-22 22-23 23-25 >25
Barbeau – n=23 (Barbus barbus)
Chevaine – n=19 (Squalus cephalus)
Silure – n= 11 (Silurus glanis)
Résultats
* Préférences hydrauliques : pour les 3 espèces hauteur d’eau < 0.8 m et vitesse < 0.4 m.s-1, surtout à fort débit; barbeaux et chevaines sélectionnent des hauteurs d’eau plus élevées à débit faible.
* Préférences pour la température de l’eau
* Forte variabilité interindividuelle chez les barbeaux et silures (sauf pour vitesse)
Préférence = Utilisation / Disponibilité (localisation / modélisation)
(Capra et al., 2012 – rapport Rhône Thermie Phase IV - provisoire)
Résultats
Déplacements Barbeau : aurore & crépuscule Chevaine : peu actif la nuit (n°1) Silure : actif la nuit dans la panache : barbeau (n=472; 95%< 2h) chevaine (n=571; 96%<1h)
Trajectoires Encore peu étudiées Peu d’effet des phases de débit Pas de différence si goutte froide variation interindividuelle importante
(Pella)
Espèces Rive Droite Rive Gauche
Barbeaux 15 34
Chevaines 6 45
Silures 53 7
2010
(Souchon - 2005)
Localisations aval CNPE
(Capra et al., in prep)
Résultats – à l’échelle du tronçon entier
Conclusions
• La télémétrie (fixe & mobile) est un outil très performant pour les études comportementales des poissons en cours d’eau, MEME dans un fleuve vif et courant (e.g. Rhône)
• Un modèle hydrodynamique en 2D requiert un travail important de collecte de donnée sur le terrain, d’étalonnage et de validation, MAIS c’est l’outil indispensable pour recréer l’histoire d’habitat à la même échelle spatiale et temporelle que les localisations des poissons suivis en télémétrie
• La combinaison de la télémétrie ET des simulations du modèle 2D apportent des connaissances nouvelles, notamment sur l ’écologie des poissons en grand cours d’eau
MERCI DE VOTRE ATTENTION
(Irstea – H. Pella)