RugoPAB : Evaluation de l’effet de la rugosité de fond dans une passe à bassins à simple fente verticale sur sa franchissabilité par les petits poissons benthiques

Pour la grande majorité des espèces aquatiques, les lieux de reproduction, d’alimentation et de croissance ne sont pas les mêmes. Elles doivent donc pouvoir se déplacer librement entre ces différents habitats pour accomplir leur cycle biologique. De plus, cette capacité de déplacement est garante d’une meilleure résilience des espèces face à une perturbation de leur environnement. En France, les cours d’eau sont en grande majorité artificialisés et fragmentés par la présence d’ouvrages transversaux (seuil, barrage). Si leur équipement en passes à poissons permet de réduire leurs impacts sur les migrations, un certain nombre d’entre elles sont relativement anciennes, dimensionnées pour des espèces d’intérêts économique et halieutique (saumon, truite), et s’avèrent moins fonctionnelles pour les espèces aux capacités de nage plus modestes. Afin d’améliorer la franchissabilité des passes à bassins pour ces espèces, de la rugosité constituée de pierres saillantes ou de plots en béton est couramment disposée sur le fond, dans l’objectif de créer des zones d’écoulements ralentis et moins turbulentes. Des études hydrauliques expérimentales ont permis de caractériser l’influence de la rugosité de fond sur les écoulements dans les passes à bassins. Des tests biologiques conduits sur un modèle réduit d’ouvrage (échelle ¼) n’ont toutefois pas permis d’évaluer l’influence de la rugosité de fond dans les bassins sur la franchissabilité par les poissons, en raison de l’échelle inappropriée entre la taille des individus testés (trop grands) et la dimension des rugosités du modèle (trop petites). Afin de confirmer l’intérêt de la rugosité de fond dans les bassins pour le franchissement des poissons et de préciser des critères de dimensionnement, il est donc nécessaire de conduire de nouvelles expérimentations. Le présent projet vise à étudier, dans un canal expérimental (14*1m, aménagé en passe à bassin avec ou sans la rugosité de fond), simultanément les caractéristiques hydrauliques de l’écoulement (turbulence, vitesse d’écoulement) et le comportement des poissons (trajectoire de déplacement, succès de franchissement), en se rapprochant des échelles réelles entre la taille du dispositif et la taille des poissons. L’étude portera sur les poissons de petites tailles et les espèces de fond.

Caractériser et évaluer l’intérêt de la rugosité de fond sur la franchissabilité des passes à bassins permettra de définir des critères techniques et des recommandations précises de dimensionnement à destination des gestionnaires, propriétaires d’ouvrages et bureaux d’études concepteurs. Systématiser les rugosités au fond des passes à bassins (si leur efficacité est confirmée) participera plus largement à améliorer l’efficacité biologique des passes à bassins, existantes ou en projet, à améliorer la libre circulation pour un large spectre d’espèces et à réduire ainsi la fragmentation des milieux.

Quatre espèces ont été retenues pour l’expérimentation : barbeau, goujon, chabot et anguille. Plusieurs semaines d’expérimentation sont prévues. Les poissons seront prélevés en milieu naturel. Les poissons (une centaine par semaine) seront transportés au laboratoire en début de la semaine expérimentale, anesthésiés, mesurés et marqués avec une puce électronique (15-20 secondes pour la réalisation de mesures morphométriques et marquage). Après un repos de 24h minimum, les poissons participeront à un test de franchissement, en groupe de 10-20 individus, d’un canal expérimental aménagé en passe à bassins, équipé ou non de rugosités de fond. Chaque test de franchissement durera 120 minutes au total : 30 minutes d’acclimatation dans la zone d’accueil et 90 minutes de nage libre dans le canal . La durée d’expérimentation est identique à celle appliquée dans les études sur des passes semblables. Les conditions d’écoulement dans les bassins sont dimensionnées de manière à ne pas risquer l’épuisement des individus. Chaque individu ne sera utilisé qu’une seule fois. Au bout de 5 jours de captivité, les poissons seront relâchés dans leur milieu naturel au minimum 2h après le test de franchissement.

Les effets attendus sur les animaux sont principalement le stress et la douleur/gêne liés à la capture, transport, captivité, marquage et les manipulations lors des tests. Tout est mis en place pour réduire leur apparition ou intensité : 1/ La pêche à l’électricité est la technique de capture la plus efficace tout en réduisant au maximum les dommages sur les individus. L’appareil utilisé produit un courant continu, identifié comme le moins impactant pour les poissons. L’immobilisation est de très courte durée (1-2 secondes). Des effets indésirables (blessures internes ou externes) peuvent subvenir mais dépendent de l’intensité du champ électrique, de la durée d’exposition, des conditions environnementales et de l’opérateur. Tout le personnel participant à l’opération de pêche est formé et expérimenté, et tout sera mis en œuvre pour minimiser les risques de dommages sur les poissons (réglage de l’appareil, retrait rapide du champ électrique des individus). 2/ Les poissons seront transportés par notre équipe dans un vivier rempli d’eau de la rivière d’origine (200-250L) et constamment oxygénée pendant le trajet. A l’arrivée au laboratoire, les poissons seront acclimatés à la température de l’eau avant le transfert dans les bacs. 3/ La biométrie et le marquage par puce électronique se fera sous anesthésie pour réduire le stress, la douleur et le risque de blessure des poissons. L’anesthésie pouvant être considérée comme une source d’effets indésirables, les doses d’anesthésiant les plus faibles seront appliquées et progressivement augmentées si le degré d’anesthésie est insuffisant. 4/ Les manipulations nécessaires aux tests (capture et tri à l’épuisette, transport en seau) peuvent générer du stress et être source de blessures si échappement. Elles seront réalisées avec rapidité mais précaution pour éviter tout dommage. Les conditions de maintien seront surveillées au moins deux fois par jour. On ne s’attend pas à d’autres nuisances lors de l’expérimentation dans le canal, les conditions d’écoulement dans les bassins sont dimensionnées de manière à ne pas risquer l’épuisement des individus.

Tous les animaux en bonne santé seront libérés dans leur milieu naturel. Les anguillettes seront relâchées dans le cours d’eau d’origine (en amont du lieu de capture) pour pouvoir poursuivre leur migration de montaison. Les autres poissons seront libérés sur leur site d’origine.

Quatre espèces ont été retenues pour l’expérimentation : 1/ deux espèces à forts enjeux de conservation pour lesquelles la confirmation de la pertinence de cette mesure est nécessaire : anguille et chabot, et 2/ deux espèces plus communes et bien réparties sur le réseau hydrographique français (barbeau, goujon) qui serviront de modèles permettant une extrapolation des résultats aux espèces présentant des comportements et des capacités de nage proches. Afin de garder une cohérence entre la dimension des rugosités testées, les zones d’abris hydraulique et la taille des poissons qui peuvent s’y réfugier, les chabots, goujons et barbeaux de taille entre 8-12 cm seront testés. Ces tailles correspondent au stade adulte/sub-adulte pour les chabots et goujons, et au stade juvénile pour les barbeaux. Concernant les anguillettes, c’est le stade ciblé par ces aménagements qui sera testé : jeunes individus entre 15-25 cm.