Intérêt d’un modèle hydrodynamique en deux dimensions pour interpréter le comportement des poissons dans les grands cours d’eau

Relevance of 2D hydraulic model to address fish behaviour in large rivers

¹ Cemagref, UR MAEP, Equipe Dynam
e-mail : herve.capra@cemagref.fr
² HydroQuébec – Production
e-mail : mcneil.eric@hydro.qc.ca
³ AECOM
e-mail : carola.alfaro@aecom.com

Résumé

Cet article vise à décrire en quoi un outil performant de caractérisation des conditions abiotiques (modèle hydrodynamique en deux dimensions en l’occurrence) permet d’aborder des questions écologiques originales, comme une étude in situ des réponses comportementales des poissons du Rhône soumis à d’importantes variations des conditions environnementales. Dans un milieu aussi complexe (nombreux paramètres environnementaux qui interagissent) que le Rhône, les résultats présentés ont montré qu’une modélisation en deux dimensions permettait de prendre en compte, pour chaque période d’observation du milieu, la fluctuation des conditions d’écoulement, d’habitat et de température de l’eau. La mise en œuvre d’une telle approche constitue un atout majeur pour la compréhension de la structuration des communautés aquatiques en générale, et de poissons en particulier, trop rarement appliquée en France. Pour la première fois, les conditions environnementales vécues par les poissons au cours de leur déplacement ont été caractérisées. Cette approche peut également être appliquée pour simuler les conditions d’habitat et de température au cours de périodes significativement plus longues, compatibles, par exemple, avec le suivi de la structure de la communauté piscicole du Rhône entamé en 1979. En cela la mise en œuvre d’une modélisation hydrodynamique en 2D répond à l’une des questions majeures formulées par les experts dans la synthèse du projet Rhône Thermie – phase III en 2006. La disponibilité d’une description en deux dimensions, à des échelles spatiales et temporelles adéquates, et ce, pour une large gamme de débits susceptibles d’être observés dans le secteur d’étude, des conditions d’habitat et de température laisse supposer qu’il sera possible de connaître l’influence de ces deux facteurs environnementaux déterminants sur les choix comportementaux des poissons.

Abstract

The article presented herein seeks to demonstrate how a two-dimensional hydrodynamic model representing abiotic conditions can be used to study the behaviour of fish affected by large fluctuations of environmental conditions in the Rhône River. Despite the complexity of the Rhône’s physical environment, the results presented in this article show that a 2D model is capable of correctly representing the hydraulic conditions, water temperature and habitats for the studied area at each time step. This represents a major advancement in the understanding of aquatic community structures and in particular, for the structure of fish communities that are rarely used in France. For the first time, the environmental conditions affecting fish and their spatial localization will be known simultaneously. The model can also simulate habitat conditions and temperatures over longer periods of time. For example, this methodology is compatible with the monitoring of fish communities of the Rhône initiated in 1979. In this regard, a 2D hydrodynamic model answered a major need of experts working on the Rhône therm – Phase III project in 2006. The interest in modeling precise habitat and temperature conditions in two-dimensions for a large array of flows allows one to speculate that it will be possible to know the role that these two key environmental factors play on the behavioural choices of fish.