Biotélémétrie

Continuité écologique et
poissons migrateurs amphihalins :
apport de la biotélémétrie
Frédérique BAU
Irstea - Institut national de recherche en sciences et technologies pour
l'environnement et l'agriculture
UR EABX Bordeaux - Ecosystèmes aquatiques et changements globaux
Equipe PMA - Poissons Migrateurs Amphihalins
Contexte et objectifs de recherche
Déclin généralisé des populations de migrateurs amphihalins
Etudier la viabilité des populations sous contraintes des pressions ♂
Enjeux appliqués : gestion, restauration, ingénierie écologique
Thématiques de recherche
Biodiversité
(adaptabilité aux pressions)
Restauration de population
Continuité écologique
Impacts des ruptures de connectivité
(obstacles) sur la migration
© ATS
© vemco
© Oregon RFID
Biotélémétrie : suivi à distance des mouvements d’un animal
doté d’une marque émettrice
Outil privilégié en écologie comportementale
Etude des mouvements -Utilisation spatio-temporelle des habitats
Approche couplée observation (expérimentation/terrain) x modélisation
• Patrons de migration : impacts des obstacles ; reconnexion d’habitats…
• Domaines vitaux : typologie des habitats et fonctions biologiques associées ;
utilisation dynamique des habitats
• Preferendum d’habitat : informations à fine échelle sur repositionnement
post modification environnementale
Traceurs RFID
en contexte
torrentiel
Liébault et al.
(Irstea Grenoble)
Biotélémétrie aquatique
Plusieurs technologies : acoustique, radio VHF, RFID BF pour des
suivis comportementaux en milieux variés (estuaire, mer, lac, fleuve)
Suivis à plusieurs échelles spatio-temporelles
Période limitée à quelques
semaines, mois, années
Emetteurs radio (G) ou acoustique (D)
Durée de vie de l’animal
Transpondeurs RFID BF ou pit-tag
(Radiofrequency Identification)
(©Bau)
(©Bau)
Règle des 2%
Biotélémétrie aquatique
Plusieurs technologies : acoustique, radio VHF, RFID BF pour des
suivis comportementaux en milieux variés (estuaire, mer, fleuve)
Suivis à plusieurs échelles spatio-temporelles
Echelle locale
Echelle d’un secteur
Echelle d’un axe
Zones radio & RFID
en droit d’obstacle
Maillage acoustique
en aval d’axe fluvial
Barrières radio & RFID en multi
sites sur un axe migratoire
(©Bau)
(©Coustillas)
(©Drouineau)
(©Bau)
Méthodologie -Télémétrie radio VHF
Milieux aquatiques continentaux (eau douce) peu profonds (<10-15m)
Etudes de qq semaines à mois : émetteur en 48-50 ou 148-152MHz,
standard ou codé & marquage ind. par implantation œsophagienne,
intra péritonéale ou externe selon l’espèce
Positionnement spatial +/- fin (portée : <1 à 800m)
Suivi stationnaire continu (passif)
Réseaux +/- denses de récepteurs & antennes
(boucles aériennes, brins immergés) → voies de
passage & suivi fin du comportement à l’obstacle

(© Bau)
Suivi mobile
périodique
(actif)
(© Bau)
Recherches finalisées
Impacts directs des ouvrages sur les migrateurs
Connaissances biologiques (télémétrie) sur cinétiques de migration
Enjeux appliqués : diagnostics
les actions de gestion
Recherchespriorisant
finalisées
Impacts directs des ouvrages sur les migrateurs
Comportement sur l’axe : diagnostic de
continuité écologique (Bau & Croze 2008)
Pertes jusqu’aux frayères
Verrou migratoire
Recherches finalisées
Impacts directs des ouvrages sur les migrateurs
Connaissances biologiques (télémétrie) sur cinétiques de migration
Enjeux appliqués : diagnostics
les actions de gestion
Recherchespriorisant
finalisées
Impacts directs des ouvrages sur les migrateurs
Comportement sur l’axe : diagnostic de
continuité écologique (Bau & Croze 2008)
Pertes jusqu’aux frayères
Verrou migratoire
à l’obstacle
(Bau et al. 2012)
Recherches finalisées
Impacts directs des ouvrages sur les migrateurs
Connaissances biologiques (télémétrie) sur cinétiques de migration
Enjeux appliqués : diagnostics
les actions de gestion
Recherchespriorisant
finalisées
Impacts directs des ouvrages sur les migrateurs
Comportement sur l’axe : diagnostic de
continuité écologique (Bau & Croze 2008)
à l’obstacle
(Bau et al. 2012)
Pertes jusqu’aux frayères
Verrou migratoire
Dispositif
pénalisant
Recherches finalisées
Impacts directs des ouvrages sur les migrateurs
Connaissances biologiques (télémétrie) sur cinétiques de migration
Enjeux appliqués : diagnostics
les actions de gestion
Recherchespriorisant
finalisées
Impacts directs des ouvrages sur les migrateurs
Comportement sur l’axe : diagnostic de
continuité écologique (Bau & Croze 2008)
à l’obstacle
(Bau et al. 2012)
Expertise solution de mitigation
des impacts (Bau et al. 2011)
Répulseur à infrasons
Pertes jusqu’aux frayères
Verrou migratoire
Dispositif
pénalisant
Recherches finalisées
Impacts directs des ouvrages sur les migrateurs
Connaissances biologiques (télémétrie) sur cinétiques de migration
Enjeux appliqués : diagnostics
les actions de gestion
Recherchespriorisant
finalisées
Impacts directs des ouvrages sur les migrateurs
Comportement sur l’axe : diagnostic de
continuité écologique (Bau & Croze 2008)
à l’obstacle
(Bau et al. 2012)
Pertes jusqu’aux frayères
Verrou migratoire
Dispositif
pénalisant
Expertise solution de mitigation
des impacts (Bau et al. 2011)
Radio EMG
Recherches finalisées
Impacts directs/indirects des ouvrages sur les migrateurs
Radiotélémétrie à plus large échelle (bief, BV)
Effets directs (délai, blocage, errance, mortalités)
Errance
Mortalités sur le BV
(radio + DST à T°/pression)
28%
Jours présence saumons
Jours avec morts
24%
Nage & activité musculaire
(radio électromyogramme)
Calibration
(respirométrie
en tunnel de nage)
EMG  O2  energy
20%
16%
12%
8%
4%
[1 9]
011
[1 ]
21
[1 3 ]
41
[1 5 ]
61
[1 7 ]
81
[2 9 ]
02
[2 1 ]
22
[2 3 ]
42
[2 5 ]
62
[2 7 ]
829
]
[8
-7
]
0%
[6
très insuffisante
insuffisante
moyenne
bonne
Pourcentage
Franchissabilité
Effets indirects (coûts énergétiques)
Température (°C)
et charges en pesticides
Assessment
energy cost
of obstacle
(©Acolas)
(©Durozoï)
(©Coustillas)
Méthodologie -Télémétrie acoustique
Milieux : estuaire, mer, continental profond (>15m), +/- turbulent (récent)
Etudes de qq semaines à mois : émetteur ultrasonique 20 à 300 kHz
standard ou codé & marquage individuel intra péritonéal ou externe
Positionnement via triangulation (portée : qq 100e de mètres)
Suivi passif (hydrophones ancrés)
69/180kHz
Suivi actif (hydrophones tractés )
HTI
VR100
VR28
307kHz
suivi 2D/3D
(position en
temps réel)
(©Irstea)
Recherches finalisées
Biologie de la conservation, ingénierie écologique
Suivi acoustique des habitats préférentiels de l’esturgeon européen adulte
Utilisation de l’estuaire de la Gironde et des zones amont (GA/DO)
Trajectoire sturio
(Acolas et al., 2012)
0
±
5
Domaines vitaux sturio
(Acolas, Le Pichon et coll.)
10Kilometers
downstream movement
lateral movement
upstream movement
River channel and estuary
56658 Nuit
56658 Jour
56668 Nuit
56668 Jour
Recherches finalisées
Biologie de la conservation, ingénierie écologique
Etat de la population d’esturgeon européen (nombre d’individus, âge, origine (sauvage, alevinage),
régime alimentaire, croissance) et suivi acoustique de juvéniles d’esturgeon européen issus de
reproductions artificielles en milieu contrôlé (Station expérimentale Irstea)
chalutages en
estuaire médian & aval
Suivi acoustique des juvéniles
(émetteur miniature JSATS)
Suivi des déplacements estuaire/océan
(DST avec capteurs T°/ salinité)
42km de Seine aval équipés (55 hydrophones)
pour précision compatible avec cartographie
des habitats
Recherches finalisées
Biologie de la conservation, ingénierie écologique
Projet Thalassotok -Utilisation d’estuaires dulçaquicoles (Seine aval/Gironde) par 3 espèces
sentinelles (flet, mulet, anguille) : caractérisation des habitats de croissance et des mouvements
entre habitats (sédentarisation, tactiques d’exploration) pour orienter les projets de restauration
(Le Pichon, Coustillas, Rochard et al.)
Domaine vital
Fleuve
Estuaire
Mer
1
2
3
Trajectoire
Cycle de vie
Habitats de croissance
Colonisation initiale
mulet 58346
Durée de vie
Antenne
HDX
Transpondeur
(©Bau)
Méthodologie -Télémétrie RFID (Radiofrequency Identification)
Identification sans contact en BF (134.2kHz); technologie half-duplex
Tous milieux aquat. ; distance de détection limitée (+/- 1m pour 32mm)
Etudes sur plusieurs années & marquage individuel sous cutané
(pit-tag 12mm) ou intra péritonéal (23 ou 32mm)
Suivi stationnaire continu (passif)
TI TM
(©Bau)
Antenne
HDX
Transpondeur
(©Bau)
Méthodologie -Télémétrie RFID (Radiofrequency Identification)
Identification sans contact en BF (134.2kHz); technologie half-duplex
Tous milieux aquat. ; distance de détection limitée (+/- 1m pour 32mm)
Etudes sur plusieurs années & marquage individuel sous cutané
(pit-tag 12mm) ou intra péritonéal (23 ou 32mm)
Suivi stationnaire continu (passif)
TI TM
(©Bau)
Antenne
HDX
Transpondeur
(©Bau)
Méthodologie -Télémétrie RFID (Radiofrequency Identification)
Identification sans contact en BF (134.2kHz); technologie half-duplex
Tous milieux aquat. ; distance de détection limitée (+/- 1m pour 32mm)
Etudes sur plusieurs années & marquage individuel sous cutané
(pit-tag 12mm) ou intra péritonéal (23 ou 32mm)
Suivi stationnaire continu (passif)
TI TM
(©Bau)
(©Bau)
(ou mosaïque de petites antennes pour du micro habitat)
Suivi mobile
périodique
(actif)
Recherches finalisées
Continuité écologique : ouvrages et migrateurs
Programme R&D Anguilles-Ouvrages -Migration de dévalaison et franchissement
d’aménagements hydroélectriques : le cas du Gave de Pau. Voie de passage et suivi fin
du comportement à l’obstacle par télémétrie radio et RFID (Bau et al. 2012)
Fenêtre RFID sur infrastructures d’ouvrage
(jusqu’à H 2-2.5m x L 0.6-0.8m)
(e.g. exutoire de dévalaison, échancrure de
passes à poissons, goulotte de dégrilleur)
où passage rapide du poisson
CAT
barrage
usine
dég
CAE
CAG
pàp
Data présence/absence
pour diagnostic ouvrage
exu(s)
mais pas compatible avec
des études à l’échelle
de l’axe migratoire
Recherches finalisées
Continuité écologique : ouvrages et migrateurs
Thème Préservation, restauration et réhabilitation des milieux aquatiques -Action 21.2
Cinétique de la dévalaison de l’anguille argentée sur un axe fragmenté : la rivière index Dronne.
Objectif 2016-2018 : déploiement de barrières RFID pour préciser le lien entre le stock
d’anguilles jaunes en place et le flux annuel de géniteurs dévalant à l’échelle de l’axe migratoire
Phase de R&D : technologie RFID à adapter pour un suivi à
l’échelle de l’axe → développement d’antennes flatbed de
grandes dimensions opérationnelles en milieu profond
A1:
18x1m
A1 : 90-110cm / 60-68cm
A2 : 77-85cm / 50cm
xL
Améliorer la détection
Améliorer l’autonomie
xL
A2:
27x1.3m
Distances de détection
(maxi pour pit 32 / 23mm)
A1:
18x1.2m
A2:
25x1.3m
Pour plus d’informations sur l’utilisation de la biotélémétrie
pour des suivis de migration d’espèces aquatiques