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