Modélisation de la franchissabilité des obstacles à la libre circulation des poissons en rivière

All natural or artificial physical obstacles are susceptible to disturb moves that ensure most of fishes vital functions. As a consequence, regression and even extinction of certain fish population can happen. It is an obligation that, at the European scale, we count and describe those obstacles. Biotelemetry device already allowed to show that franchissability is strongly bound to water debit. The main objective of Cemagref in collaboration with Liege University is to develop and test a fast and objective assessment tool for obstacle franchissability in rivers containing salmonidae and cyprinidae fish species. The study will be led in several steps. Results will be necessary to analyse effects of available habitat fragmentation on dynamics of river fish population at a large scale. The present report deals with the study done in 2002. / La mobilité des poissons a été essentiellement étudiée à l'aide de techniques d'échantillonnage statiques (ex : capture, marquage, re-capture) mal adaptées aux dimensions spatio-temporelles de ce processus. Ainsi, il a longtemps été admis que la plupart des poissons de rivière se déplaçaient peu. Plus récemment, l'utilisation intensive de la bio-télémétrie (étude des mouvements individuels à distance) a clairement démontré que les poissons sont continuellement en mouvement pour assurer l'ensemble de leurs fonctions vitales : se nourrir , se reproduire, se protéger. Ces déplacements écologiques s'expriment à des échelles de temps variables (du jour à l'année), à des échelles spatiales variables (du mètre à plusieurs dizaines de kilomètres pour les migrations de reproduction), vers l'amont comme vers l'aval. Ainsi, tout obstacle physique naturel ou artificiel (barrages, seuils, chutes) est susceptible de perturber l'ensemble de ces mouvements, avec comme conséquence la régression (ex : cyprinidés rhéophiles), voire l'extinction (ex : le saumon atlantique en Belgique et dans certaines rivières françaises) de certaines populations. Si la plupart des gros ouvrages sont progressivement équipés de dispositifs de franchissement (échelles à poissons), il existe dans la plupart des cours d'eau non navigables des milliers d'obstacles ( ex : dans le bassin Loire - Bretagne, il y a un ouvrage tous les deux kilomètres, Souchon et al, 2002) dont l'impact sur la libre circulation des poissons reste inconnu. Dans l'objectif d'une directive BENELUX de 1996, reprise en 1999 par la CIPM (Commission Internationale pour la Protection de la Meuse - France, Belgique, Pays-Bas), qui impose le rétablissement de la libre circulation des poisson d'ici 2010 sur l'ensemble du réseau hydrographique de la Meuse, et plus largement à l'échelle européenne dans le cadre de la description de états d'intégrité écologique des cours d'eau (Directive Cadre Européenne), il est impératif de recenser et de décrire l'ensemble de ces obstacles. Un travail est déjà engagé dans ce sens en Wallonie (Division de l'Eau du Ministère de la Région Wallonne). Les premières observations montrent une importante diversité de type d'obstacles (ex : seuils verticaux, en pente, en enrochement). Des estimations ponctuelles de la franchissabilité réelle par bio-télémétrie (Ministère de la Région Wallonne et Université de Liège, LDPA) effectuées sur quelques obstacles montrent que la franchissabilité est fortement liée au débit, et donc aux conditions hydrauliques au niveau de l'obstacle. Mais pour des raisons logistiques (durées des observations) et financières il est utopique de tester la franchissabilité de l'ensemble des obstacles présents dans un bassin hydrographique. Dans ce cadre, l'objectif majeur de la collaboration entre le Cemagref et l'Université de Liège est de développer et tester un outil d'estimation rapide et objectif de la franchissabilité des obstacles, pour des rivières peuplées de salmonidés et de cyprinidés. L'étude sera divisée en plusieurs étapes : -développement d'un protocole simple de description des conditions hydrauliques (hauteur d'eau, vitesse du courant..) des obstacles, et modélisation de leur variabilité en fonction du débit ; - synthèse des observations de franchissabilité des obstacles par biotélémétrie (analyse en fonction du débit) ; - modélisation de la franchissabilité des obstacles en fonction du débit par croisement des deux première étapes. Les résultats de cette étude seront nécessaires pour analyser à large échelle les effets de la fragmentation de l'habitat disponible sur la dynamique des populations de poissons en rivière. Ce travail ne peut s'envisager qu'au terme de la première année de collaboration. Le présent rapport rend compte du travail effectué en 2002.