# Test d'efficacité des exutoires de dévalaison pour les smolts de saumon atlantique

Sylvie Tomanova, Dominique Courret, Alain Alric

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Sylvie Tomanova, Dominique Courret, Alain Alric. Test d'efficacité des exutoires de dévalaison pour les smolts de saumon atlantique. ONEMA. 2015. hal-04193630

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# Test d'efficacité des exutoires de dévalaison pour les smolts de saumon atlantique

## Centrale hydroélectrique d'Auterrive sur le Gave d'Oloron (64)

Sylvie Tomanova, Dominique Courret et Alain Alric

Rapport final

Octobre 2015

### Avec la collaboration de :

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### Avec la contribution de :

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ONEMA
Office national de l'eau
et des milieux aquatiques

Délégation interrégionale Sud-Ouest
Délégation de bassin Adour-Garonne

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## AUTEURS

**Sylvie TOMANOVA** (Onema, Pôle Ecohydraulique, Toulouse), [sylvie.tomanova@onema.fr](mailto:sylvie.tomanova@onema.fr)

**Dominique COURRET** (Onema, Pôle Ecohydraulique, Toulouse), [dominique.courret@onema.fr](mailto:dominique.courret@onema.fr)

**Alain ALRIC** (Onema, Pôle Ecohydraulique, Toulouse), [alain.alric@onema.fr](mailto:alain.alric@onema.fr)

## REMERCIEMENTS :

Le Pôle Ecohydraulique de l'ONEMA tient à remercier l'ensemble des partenaires dont la participation a permis le bon déroulement de l'étude :

**CAM Energie**, Mr Birou (responsable secteur EnR) pour la mise à disposition du site de la centrale d'Auterrive sur le Gave d'Oloron, ainsi que Mr Poeydomenge (gardien de la centrale) pour sa disponibilité sur site.

**L'AAPPMA du Gave d'Oloron** pour le prêt et le transport des cuves de stabulation des poissons.

**MIGADO** pour la fourniture et le transport des smolts.

Le **Syndicat Mixte de Production d'eau d'Auterrive** pour la mise à disposition du terrain et de leurs locaux pour la stabulation et le marquage des poissons.

**L'Institut P' de Poitiers** pour leur participation à la réalisation des tests.

**L'Unité Spécialisé Migrateur Adour de l'ONEMA** (Direction Interrégionale Sud-Ouest) pour leur participation à la préparation et à la réalisation des tests.

<footnote>*CORRESPONDANTS</footnote>
• RESUME

A partir des retours d'expérience acquis en France et à l'étranger, les bases de conception et de dimensionnement des "prises d'eau ichtyocompatibles" ont été définies en 2008 mais nécessitent d'être confirmées par des expérimentations in situ. C'est pourquoi le pôle Ecohydraulique de l'Onema a initié en 2015 une série des études pour évaluer l'efficacité de dispositifs de dévalaison pour les smolts de saumon atlantique.

Le premier test a été réalisé au niveau de l'aménagement d'Auterrive sur le Gave d'Oloron, équipé d'un plan de grille avec un espacement libre entre barreaux de 20 mm, incliné à 26°, avec 2 exutoires de surface alimentés par un débit total de 0.5 m³/s, soit 6.5% du débit turbiné durant l'étude (7.8 m³/s). L'efficacité du dispositif de dévalaison a été évaluée par le marquage-détection (PIT-Tag) de smolts de saumon atlantique issus d'élevage (taille moyenne 185.6 mm). Les données sur la dévalaison de 239 poissons déversés en 5 lots sont exploitables ; 5 autres lots déversés ont été éliminés à cause des pannes d'enregistrement courant l'étude.

En moyenne, 80.7% des smolts (min-max : 75.5-89.2%) ont dévalé par les exutoires et le canal de transfert vers l'aval ; 2.9% des smolts (min-max : 0-6.4%) ont emprunté la passe à poissons. En additionnant ces deux résultats, on obtient une efficacité moyenne globale de 83.6% (min-max : 75.5-91.9%). Pour l'ensemble des lots valides, 50% de poissons ont mis moins de 23 minutes depuis leur lâcher pour franchir l'ouvrage par le dispositif de dévalaison, et 75% des individus l'ont fait en moins de deux heures. Pour le lot lâché le matin, les temps de passage sont bien plus élevés en comparaison des lâchers en début d'après-midi, le soir et la nuit. La taille des poissons n'influence pas le succès de passage par le dispositif de dévalaison, ni le temps de passage.

En conclusion, l'efficacité du dispositif de dévalaison de la centrale hydroélectrique d'Auterrive est jugée satisfaisante. Suite au retour d'expérience de cette étude, des recommandations pour de futures études du même type sont proposées en fin de ce rapport.

La lecture rapide du rapport est possible en suivant les titres et les parties surlignées en vert.
• SOMMAIRE

1. Introduction .................................................................................................................. 5

2. Méthodologie .................................................................................................................. 6

2.1. Site d'étude : centrale hydroélectrique d'Auterrive.................................................. 6

2.2. Evaluation de l'efficacité des exutoires .................................................................... 7

2.2.1. Méthode de suivi : marquage PIT-Tag et antennes de détection.................................. 7

2.2.2. Matériel biologique : smolts de saumon atlantique .................................................. 9

2.2.3. Protocole expérimental .................................................................................................. 9

2.2.4. Devenir des poissons.................................................................................................... 10

3. Déroulement de l'étude........................................................................................................ 10

3.1. Période d'étude .................................................................................................................. 10

3.2. Conditions environnementales et fonctionnement de la centrale.................................... 10

3.3. Déversement des lots et enregistrement des passages.................................................. 12

4. Résultats ................................................................................................................................. 13

4.1. Efficacité de détection des antennes EXU2 et EXU3.................................................. 13

4.1.1. Efficacité de chaque antenne .................................................................................... 13

4.1.2. Efficacité combinée des 2 antennes EXU2 + EXU3 .................................................... 14

4.2. Passages par la passe à poissons et les exutoires de dévalaison .................................... 14

4.3. Le choix de la voie de passage est-il influencé par la taille ? ........................................ 15

4.4. Temps de passage .................................................................................................................. 16

4.4.1. Temps de passage : entre le lâcher dans le canal d'amenée et la sortie de dispositif de dévalaison.................................................................................................................... 16

4.4.2. Temps de présence à l'amont du plan de grille ................................................................. 17

4.4.3. Temps de transit dans le dispositif de dévalaison .................................................... 18

4.4.4. Le temps de passage est-il influencé par la taille, le facteur de condition des smolts ou la période de lâcher ? .................................................................................................................... 18

5. Conclusions et discussions sur l'efficacité du dispositif de dévalaison ......................... 20

6. Recommandations pour ce type de tests par marquage-détection.................................. 22

7. Bibliographie .......................................................................................................................... 23

8. Annexes ................................................................................................................................. 25
# 1. Introduction

Depuis plusieurs dizaines d'années, des programmes de restauration et de protection des poissons migrateurs ont été mis en place en France. Une attention particulière est portée sur le franchissement des poissons au niveau des ouvrages transversaux. Dans un premier temps, ces programmes ont eu pour objet de rendre les obstacles franchissables à la montaison afin que les poissons puissent atteindre les zones de reproduction. Plus récemment, l'attention s'est également portée sur la problématique de la dévalaison des poissons au niveau des aménagements hydroélectriques, leur entrainement dans les prises d'eau, puis les turbines étant plus ou moins source de mortalités. Cette problématique se pose avec acuité pour les smolts de saumon atlantique et de truite de mer du fait du nombre d'aménagements hydroélectriques pouvant être important sur leur parcours de migration, ainsi que pour les anguilles argentées du fait de leur taille importante engendrant des taux de mortalité élevés.

Une des solutions pour éviter ou du moins limiter l'entrainement des poissons dans les prises d'eau consiste en la mise en place de plan de grille à faible espacement libre entre barreaux associés à des exutoires de dévalaison. L'objectif de ces systèmes, dénommés "prises d'eau ichtyocompatibles", est d'atteindre de fortes efficacités de passage (> 90%) pour pouvoir limiter les impacts cumulés à l'échelle des axes de migration. A partir des retours d'expérience acquis en France et à l'étranger sur l'efficacité de divers exutoires de dévalaison existants, les bases de conception et de dimensionnement de ces nouveaux systèmes ont été définies en 2008 (Courret & Larinier, 2008). Des études hydrauliques sur modèle réduit ont ensuite permis de confirmer ou préciser certains critères concernant l'implantation des plans de grille et la conception des exutoires et de produire des formules d'évaluation des pertes de charge adaptées à ces configurations (Raynal et al., 2012, 2013). Une prise d'eau ichtyocompatible doit permettre (1) d'arrêter les poissons et les empêcher ainsi de passer par les turbines, (2) de les guider vers un système de transfert (exutoire) et (3) de les acheminer à l'aval de l'aménagement sans dommages. Deux configurations de prises d'eau ichtyocompatibles ont été proposées (Figure 1) :

* un plan de grille très incliné en coupe par rapport à l'horizontale et disposé perpendiculairement à l'écoulement ; un ou plusieurs exutoires selon la largeur de la prise d'eau sont alors positionnés au sommet du plan de grille.

* un plan de grille quasi-vertical et orienté par rapport à la direction de l'écoulement ; l'exutoire est alors positionné à l'extrémité aval du plan de grille.

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>**Figure 1 :** Plan de grille incliné par rapport à l'horizontale (à gauche) et orienté par rapport à la direction de l'écoulement (à droite).</figcaption></figure>

Les principaux critères de dimensionnement des prises d'eau ichtyocompatibles selon Courret et Larinier (2008) et Raynal et al. (2013) portent sur :

* L'espacement libre maximal entre les barreaux pour arrêter les poissons, avec la préconisation d'adopter un espacement de 25 mm pour les smolts (barrière comportementale), et un espacement de l'ordre de 15-20 mm pour les anguilles (nécessité d'installer une barrière physique).

* La vitesse normale maximale au plan de grille pour ne pas risquer le placage des poissons sur la grille ou leur passage prématuré au travers : de l'ordre de 50 cm/s pour les smolts et les anguilles.
* l'inclinaison du plan de grille par rapport à l'horizontale avec un angle $\beta \le 26°$ ou l'orientation par rapport à la direction de l'écoulement avec un angle $\alpha \le 45°$, pour assurer le guidage des poissons.

* La conception des exutoires avec des critères sur le positionnement, le nombre, les dimensions et la vitesse d'écoulement en entrée, permettant de déterminer le débit à y allouer en fonction des caractéristiques de la prise d'eau (de 5.5% à 2-3% du débit maximal turbiné).

A ce jour, la configuration de plan de grille incliné est largement privilégiée en France du fait des moindres contraintes engendrées en termes de pertes de charge et de dégrillage. Même si différentes configurations d'exutoires associés à des plans de grille bénéficient déjà d'un retour d'expérience conséquent (Larinier & Travade, 1999; Travade & Larinier, 2006), il demeure aujourd'hui nécessaire de tester des prises d'eau conformes aux récentes préconisations pour vérifier si les plus hautes efficacités sont bien atteintes. C'est pourquoi le pôle Eohydraulique de l'Onema a réalisé au printemps 2015 un test de l'efficacité d'un tel dispositif de dévalaison pour les smolts de saumon atlantique sur la centrale hydroélectrique d'Auterrive sur le Gave d'Oloron. Ce document présente la méthodologie, le déroulement de l'étude et les résultats obtenus.

# 2. Méthodologie

## 2.1. Site d'étude : centrale hydroélectrique d'Auterrive

Le test d'efficacité du dispositif de dévalaison pour les smolts de saumon atlantique a été réalisé au niveau de l'aménagement d'Auterrive sur le Gave d'Oloron (commune d'Auterrive dans le département des Pyrénées-Atlantiques [64]) (Figure 2). Ce site est particulièrement intéressant dans la mesure où (1) la prise d'eau est conforme aux critères établis pour les prises d'eau ichtyocompatibles, (2) sa taille est représentative d'une bonne part des centrales présentes sur les cours d'eau peuplés par les poissons grands migrateurs et (3) la configuration du site permet le suivi par marquage-détection des poissons.

Le débit maximum turbiné de la centrale est de 9.5 m³/s. Cet aménagement étant dépourvu de barrage sur le Gave d'Oloron, le niveau d'eau amont n'est pas régulé et donc varie selon le débit du cours d'eau. Il est prévu que la centrale fonctionne pour des cotes amont entre 20.80 et 21.50 m NGF. Les caractéristiques de la prise d'eau et des écoulements en fonction du niveau d'eau amont sont présentées dans l'Annexe 2. La prise d'eau présente une largeur de 6.0 m avec un radier à la cote 17.90 m NGF (hauteur d'eau de 2.9 à 3.6 m). La vitesse d'approche varie entre 0.44 et 0.55 m/s. La prise d'eau est équipée d'un plan de grille incliné à 26°, complètement immergé quel que soit le niveau d'eau amont (la partie haute est obturée), d'une section de 32.5 m², et avec une vitesse normale maximale de 0.29 m/s. L'espacement libre entre barreaux est de 20 mm du fait de la prise ne compte de l'anguille, espèce la plus contraignante sur cet espacement. Deux exutoires sont positionnés au sommet du plan de grille (

Figure 3), un premier attenant à la rive droite de 0.5 m de large et un second à peu près au centre de la prise d'eau de 0.7 m de large. Leur largeur cumulée de 1.2 m représente 20% de la largeur de la prise d'eau. Le plan de grille est obturé entre les exutoires sur la même profondeur. La hauteur d'eau dans les exutoires varie entre 0.5 et 1.2 m selon le niveau d'eau amont. Le débit total des exutoires est régulé par un clapet à hauteur de 0.5 m³/s, soit 5.3% du débit maximum turbiné. La vitesse moyenne en entrée des exutoires varie entre 0.35 et 0.83 m/s, soit entre 0.8 et 1.5 fois la vitesse d'approche. Le débit des exutoires est collecté par un canal de transfert commun pour l'évacuation des poissons et des dégrillats.
<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>**Figure 2** : Localisation et aperçus du site d'étude, grille inclinée avec des exutoires et canal de transfert.</figcaption></figure>

## 2.2. Evaluation de l'efficacité des exutoires

### 2.2.1. Méthode de suivi : marquage PIT-Tag et antennes de détection

La méthode de marquage-détection retenue pour cette étude a déjà été utilisée dans bon nombre de tests d'efficacité d'exutoire, notamment en France (p.ex. Larinier & Boyer-Bernard, 1991; Chanseau *et al.*, 1999; Croze *et al.*, 1999, 2001; Larinier & Travade, 1999). Cette méthode consiste à marquer des smolts à l'aide de marques passives (PIT-Tag, Figure 4), puis à détecter leur passage en installant des antennes à certains endroits (

Figure 3). Quatre antennes ont été installées dans le cadre de cette étude :

* une dans la passe à poissons (appelée PASSE) au niveau de la 7ème échancrure depuis l'amont, pour vérifier si les poissons en dévalaison l'empruntent et dans quelle proportion. Même si ce n'est pas le rôle de ce dispositif, il est en effet possible que quelques poissons en dévalaison l'empruntent étant donné que la prise d'eau de la passe se situe à environ une dizaine de mètres en amont du plan de grille. Même si un smolt est physiquement capable de remonter dans la passe à poissons, il est considéré que les poissons détectés au niveau de cette antenne ont réalisé une dévalaison saine et définitive par la passe étant donné sa position à la 7ème échancrure depuis l'amont. Le champ de détection y est de 40 cm de part et d'autre de l'antenne (mesuré au centre de l'antenne).

* deux dans le canal de transfert vers l'aval (appelées EXU2 et EXU3), à l'aval du clapet contrôlant le débit total des deux exutoires et formant une chute infranchissable à la remontée. Les poissons détectés par ces antennes ont réalisé de manière certaine une dévalaison saine par les exutoires. Les antennes dans le canal de transfert ont été doublées
pour assurer une efficacité maximale de détection. Les champs de détection sont de 40 cm de part et d'autre pour l'EXU2 et 60 cm de part et d'autre pour l'EXU3.

* et une au niveau de l'entrée de l'exutoire rive droite (appelée EXU1). Cette antenne du fait de son installation inclinée et dans un environnement métallique (plan de grille, goulotte) présente une efficacité moindre avec un champ de détection de 30 cm de part et d'autre. De plus, comme suspecté, les observations ont montré qu'un poisson peut être détecté au niveau de cette antenne sans passer définitivement par l'exutoire (passage uniquement devant ou incursion et ressortie de l'exutoire). L'objectif initial d'obtenir la répartition des passages de poissons entre les 2 exutoires n'a donc pas été atteint. Cette antenne a toutefois permis d'obtenir des informations sur la présence de poissons prospectant à l'amont du plan de grille, ainsi que sur des temps de passage maximum entre les exutoires et le canal de transfert vers l'aval.

L'installation d'une antenne pour détecter le passage via la turbine n'est techniquement par possible. On ne sait donc pas avec certitude si les poissons non détectés sont passés au travers du plan de grille et par la turbine, ou s'ils sont repartis vers l'amont. La méthodologie employée donne ainsi une évaluation de l'efficacité minimale du dispositif de dévalaison qui cependant ne devrait pas être trop éloignée de la réalité. Compte-tenu du comportement attendu des smolts, on peut raisonnablement admettre l'hypothèse que la quasi-totalité des poissons relâchés dans le canal d'amenée dévaleront au niveau de la centrale. Pour obtenir une évaluation précise de l'efficacité du dispositif, il aurait fallu avoir recours aux techniques de télémétrie radio ou acoustique, beaucoup plus lourde en termes de marquage et de suivi (ce qui rend difficile le marquage d'un nombre important de poissons), et plus couteuse. Au niveau de la centrale d'Auterrive, dans la mesure où il est attendu une efficacité élevée du dispositif et où le risque de remontée des poissons par le canal d'amenée pour rejoindre le Gave d'Oloron est jugé faible, la méthodologie choisie de marquage/détection est apparue tout à fait adaptée.

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>**Figure 3** : Plan de la centrale avec ses dispositifs de franchissement et localisation des 4 antennes de détection (source du plan : HYDRO-M).</figcaption></figure>
### 2.2.2. Matériel biologique : smolts de saumon atlantique

Etant donné les difficultés à capturer des smolts sauvages de saumon atlantique en dévalaison, des smolts d'élevage fournis par MIGADO<fnref n="1" /> à partir de la pisciculture de Castels située en Dordogne (département 24), indemne de NHI-SHV<fnref n="2" />, ont été utilisés. Les poissons ont été transportés le 7 avril vers le site d'étude et stockés sur place dans des cuves (2*2*0.5 m) alimentées par l'eau du canal d'amenée à la centrale (débit d'alimentation ≈ 0.5 L/s pour chaque cuve). La température de l'eau et le débit dans les cuves ont été régulièrement surveillés et ajustés si besoin. Les poissons n'ont pas été nourris pendant l'étude.

### 2.2.3. Protocole expérimental

Tous les individus ont été anesthésiés dans l'eugénol, utilisant un dosage faible à cause de la forte sensibilité des petits saumons ($V_{eau} = 15$ L, $V_{eugénol}$ à 10% = 4 mL, temps d'anesthésie 5-10 minutes), puis mesurés (longueur totale en mm), pesés (en g) et marqués. Les poissons marqués mesurent entre 137 et 229 mm, en moyenne 184,7 mm (Figure 5) et les tailles des poissons entre les lots sont assez proche. 447 individus ont été marqués avec les marques de type PIT-Tag de 12 mm, et 48 individus avec des PIT-Tag de 23 mm (pour tester si l'efficacité des antennes augmente<fnref n="3" />). Avant chaque marquage, tous les instruments et les transpondeurs ont été désinfectés à l'alcool et rincés avec l'eau distillée. Les marques ont été placées dans la cavité abdominale via une incision d'environ 5 mm de long entre l'anus et les nageoires pelviennes (Figure 4). L'endroit de l'incision, désinfecté à la povidone iodée avant l'incision et après l'emplacement de la marque, a été laissé ouvert ce qui, selon Baras et Jeandrain (1998) diminue le risque d'infection postopératoire et favorise la guérison rapide. Après la récupération d'activité de nage dans le bac de réveil, les poissons ont été gardés encore plusieurs heures (min 6 heures, maximum 3 jours) dans les cuves avant leur lâcher. Aucune marque n'a été expulsée pendant ce temps et on a observé une très faible mortalité suite à l'anesthésie et au marquage (5 individus sur 495 marqués, soit de l'ordre de 1%).

Les poissons ont été lâchés en plusieurs lots à différents dates et horaires (Tableau 1) au niveau du pont qui se trouve environ 100 m en amont de la prise d'eau (Figure 2).

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>**Figure 4** : a) Type de marques utilisées (PIT-Tag), b) Insertion d'une marque de 12 mm, c) Plaie après marquage.</figcaption></figure>

<footnote n="1">¹ MIGADO : MIgrateur GAronne DOrdogne (www.migado.fr).</footnote>

<footnote n="2">² NHI : nécrose hématopoïétique infectieuse, SHV : septicémie hémorragique virale</footnote>

<footnote n="3">³ Ceci n'a finalement pas pu être vérifié à cause des échappements et mélange des individus, ainsi que des pannes d'enregistrement pendant l'étude.</footnote>
<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>**Figure 5** : a) Distribution des tailles de l'ensemble des poissons déversés, b) idem par lot avec en rouge l'indication de la taille moyenne.</figcaption></figure>

### 2.2.4. Devenir des poissons

Le marquage de type PIT-Tag est un marquage pérenne peu offensif, assurant une bonne survie des individus marqués. Les poissons déversés sont donc susceptibles de continuer leur dévalaison. Le nombre réduit de poissons relâchés par rapport aux populations de saumons des Gaves d'Oloron et de Mauléon n'est pas à même de perturber leur fonctionnement.

## 3. Déroulement de l'étude

### 3.1. Période d'étude

Le marquage et les lâchers se sont déroulés entre 7 et 10 avril 2015, durant la période de dévalaison naturelle des smolts de saumon atlantique. L'enregistrement des passages a été poursuivi jusqu'au 27 mai 2015, plus d'un mois et demi après le dernier lâcher.

### 3.2. Conditions environnementales et fonctionnement de la centrale

Durant la semaine de marquage et de déversement, les débits dans le Gave d'Oloron (Figure 6) et le fonctionnement de la centrale (Figure 7) ont été relativement stables, avec notamment le débit moyen turbiné (± écart-type) de 7.8 m³/s (± 0.3) et le débit dans le dispositif de dévalaison de 511.5 L/s (± 47.7). La température de l'eau a été stable autour de 11°C et la turbidité très faible.

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>**Figure 6** : Débit journalier (m³/s) du Gave d'Oloron à Escos du 1er avril au 31 mai 2015 (source : http://www.hydro.eaufrance.fr/).</figcaption></figure>
Par contre, pendant la période d'enregistrement jusqu'au 27 mai, on note trois montées des eaux (une petite le 19 avril, et deux plus fortes le 27-28 avril et 2-5 mai, Figure 6) qui ont eu des répercussions sur le fonctionnement de la centrale, notamment au niveau du débit transitant les exutoires (Figure 7). La centrale a été également arrêtée pour quelques heures le 15 mai, ce qui a augmenté le niveau d'eau en amont et le débit dans les exutoires. Ces débits ont provoqué des débordements du canal de transfert et des dégâts sur les antennes de détection comme présenté par la suite. Le dernier arrêt de la centrale, le 27 mai, correspond à l'arrêt de suivi et le démontage des antennes de détection.

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>**Figure 7** : Paramètres décrivant le fonctionnement de la centrale hydroélectrique d'Auterrive entre 7 avril et 27 mai 2015 (source de données: CAM Energie).</figcaption></figure>
### 3.3. Déversement des lots et enregistrement des passages

Au total 490 poissons marqués ont été déversés en 10 lots dans le canal d'amenée (Tableau 1). Une fois un lot d'environ 50 poissons marqué, il a été stocké dans des viviers d'une capacité totale de 50 L, recouverts d'un couvercle et installés dans les cuves de stabulation générale en attendant le lâcher. Ce stockage des lots marqués s'est avéré inapproprié; de nombreux échappements de poissons des viviers vers les cuves ont été découverts après les lâchers des deux premiers lots.

<table><caption>**Tableau 1** : Nombre d'individus, dates et horaires des lâchers des différents lots de poissons, et temps d'enregistrement suite aux lâchers.</caption><thead><tr><th></th><th>nb d'ind.</th><th>date</th><th>heure</th><th>panne</th><th>temps d'enregistrement</th></tr></thead><tbody><tr><td>lot1</td><td>37</td><td>07/04/2015</td><td>20:20</td><td></td><td>~complet</td></tr><tr><td>lot2</td><td>59</td><td>08/04/2015</td><td>14:48</td><td>19:36</td><td>~5h</td></tr><tr><td>lot3</td><td>49</td><td>08/04/2015</td><td>19:10</td><td>19:36</td><td>26min</td></tr><tr><td>lot4</td><td>51</td><td>08/04/2015</td><td>21:45</td><td>19:36</td><td>0min</td></tr><tr><td>lot5</td><td>49</td><td>08/04/2015</td><td>22:45</td><td>19:36</td><td>0min</td></tr><tr><td>lot6</td><td>50</td><td>09/04/2015</td><td>09:35</td><td>11:36</td><td>2h</td></tr><tr><td>lot7</td><td>52</td><td>09/04/2015</td><td>18:51</td><td>19:13</td><td>20min, puis 1h30 panne, puis ok</td></tr><tr><td>lot8</td><td>47</td><td>09/04/2015</td><td>21:21</td><td></td><td>complet</td></tr><tr><td>lot9</td><td>49</td><td>09/04/2015</td><td>23:28</td><td></td><td>complet</td></tr><tr><td>lot10</td><td>47</td><td>10/04/2015</td><td>10:25</td><td></td><td>complet</td></tr><tr><td>total</td><td>490</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

lot avec panne d'enregistrement

Au cours de l'étude, nous avons eu plusieurs pannes d'enregistrement sur les antennes EXU2 et EXU3, initialement branchées sur le même coffret d'enregistrement (Figure 8, entre 8/4 19:36 et le 9/4 9:58, le 9/4 entre 11:36 – 18:29, et entre 19:13 – 20:44). Une fois ces deux antennes branchées sur des coffrets différents, il n'y a plus eu de panne. Néanmoins, 5 lots déversés (lot 3, 4, 5, 6 et 7) ne sont pas utilisables pour le calcul d'efficacité de passage. Il est également à noter que lors de la crue sur le Gave d'Oloron entre 20 et 28 avril (Figure 6), les deux antennes EXU2 et EXU3 ont été abimées et sans enregistrement. Elles ont été réparées et remises en fonctionnement le 28 avril. On estime que cette panne a un impact négligeable sur nos résultats, parce que plus aucun poisson smoltifié ou appartenant aux lots valides n'étant détecté devant le plan de grille par l'antenne EXU1⁴.

Les antennes PASSE et EXU1 ont fonctionné en permanence durant la période d'étude.

L'antenne située dans l'exutoire de la rive droite (EXU1) a enregistré le plus de détections, 2601 détections pour 143 individus (Figure 8). La dernière détection (d'un poisson non smoltifié et écarté de l'étude) devant la grille a été enregistrée le 2 mai 2015, soit 22 jours après la fin des déversements. 73 de ces 143 individus détectés à ce niveau l'ont été plus d'une fois, pour un poisson on a enregistré un nombre record de détection de 2168 (cet individu a été régulièrement détecté devant la grille entre 12 et 25 avril, puis a emprunté la passe à poisson le 10 mai 2015). De nombreuses détections ont été également enregistrées au niveau de l'antenne EXU2, 1782 détections de 241 poissons. Au niveau de l'antenne EXU3, c'est 917 détections pour 256 poissons.

<footnote n="4">⁴ Les détections observables à l'antenne EXU1 dans la figure 6 sont dues à des poissons non smoltifiés (« tacons ») écartés de l'étude.</footnote>
<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>**Figure 8** : Nombre cumulé de détection sur les antennes EXU1 (en haut), EXU2 et EXU3 (en bas) au cours de l'étude.</figcaption></figure>

# 4. Résultats

## 4.1. Efficacité de détection des antennes EXU2 et EXU3

### 4.1.1. Efficacité de chaque antenne

En faisant l'hypothèse simplificatrice que les deux antennes ensemble ont détecté tous les individus passés dans le canal de transfert, l'efficacité d'une antenne x peut être approchée comme suit :

$$E_{EXUx} = \frac{\text{Nombre total d'individus détectés par antenne EXUx}}{\text{Nombre total d'individus détectés par (EXU2+EXU3)}}$$

Deux calculs sont possibles : ayant pris en compte toutes les détections de tous les lots, ou uniquement les détections des lots valides.

Tenant compte de l'ensemble des détections (tous lots confondus) :

$$E_{EXU2} = 241/279 = 0.8638$$

$$E_{EXU3} = 256/279 = 0.9176.$$

Et utilisant uniquement des lots valides :

$$E_{EXU2} = 175/193 = 0.9067$$

$$E_{EXU3} = 189/193 = 0.9793.$$
Les efficacités des deux antennes semblent très satisfaisantes (toujours supérieurs à 85%). E<sub>EXU2</sub> apparaît toujours plus petit que E<sub>EXU3</sub> mais leurs valeurs changent selon le jeu de données utilisé (toutes détections confondues ou uniquement détection des lots valides).

### 4.1.2. Efficacité combinée des 2 antennes EXU2 + EXU3

Selon Zydlewski (2006) et Hartson et Kennedy (2015), il est possible d'évaluer l'efficacité E<sub>EXU2+EXU3</sub> du dispositif de détection (antennes EXU2 et EXU3) comme suit :

$$E_{EXU2+EXU3} = 1 - \left[1 - (d_{1+2} * (d_2+d_{1+2})^{-1})\right] * \left[1 - (d_{1+2} * (d_1+d_{1+2})^{-1})\right]$$

où d<sub>1+2</sub> est le nombre d'individus détecté par les deux antennes en même temps, d<sub>1</sub> et d<sub>2</sub> le nombre d'individus détecté uniquement par EXU2 et EXU3 respectivement.

Ainsi pour l'ensemble des détections (tous lots confondus) :
$$E_{EXU2+EXU3} = 1 - \left[1 - \left(\frac{218}{38+218}\right)^{-1}\right] * \left[1 - \left(\frac{23}{218}\right)^{-1}\right] = 0.9858$$

Et tenant compte uniquement des lots valides :
$$E_{EXU2+EXU3} = 1 - \left[1 - \left(\frac{171}{18+171}\right)^{-1}\right] * \left[1 - \left(\frac{4}{171}\right)^{-1}\right] = 0.9978$$

Dans les deux cas, on conclut avoir une très bonne efficacité de détection dans le canal de transfert ; E<sub>EXU2+EXU3</sub> approche 100%. Ce chiffre est peut-être surestimé parce que les deux antennes sont trop près l'une de l'autre et ne peuvent pas être considérées indépendantes comme le préconise Zydlewski (2006).

## 4.2. Passages par la passe à poissons et les exutoires de dévalaison

Dans la mesure où l'antenne PASSE a fonctionné en permanence durant l'étude, le taux de passage des smolts par cette voie est calculé sur l'ensemble des lots (490 poissons). Au total 14 poissons, soit 2.9% en moyenne (min-max selon les lots : 0-6.4%) ont emprunté la passe à poissons (Tableau 2). De ces 14 poissons, 9 ont été détectés au niveau de l'antenne EXU1, c'est-à-dire qu'ils se sont présentés tout d'abord à l'entrée de l'exutoire rive droite, mais ne l'ont pas emprunté. Ceci a été effectivement confirmé *in situ* pendant l'étude en observant une certaine réticence des poissons à l'entrée des exutoires.

Du fait des pannes d'enregistrements sur les antennes EXU2 et EXU3 dans le canal de transfert, le taux de passage des smolts par le dispositif de dévalaison ne peut être calculé que sur 5 lots (239 poissons) : les lots 1, 8, 9 et 10 (avec un enregistrement complet ou quasi-complet), ainsi que le lot 2 avec une durée d'enregistrement que de 5 heures post-déversement, mais jugée suffisante du fait des temps de passage relativement rapides constatés (voir paragraphe 4.4). Le choix vis-à-vis de ce dernier lot contribue au fait que l'efficacité du dispositif de dévalaison calculée devrait être considéré comme une valeur minimale.

Au total, parmi ces 239 poissons, 211 ont été détectés par au moins une des 4 antennes installées. 193 poissons, soit 80.7% en moyenne (min-max : 75.5-89.2%, Tableau 2) ont dévalés par les exutoires et le canal de transfert, 9 poissons (3.8%) ont emprunté la passe à poissons. 9 poissons (3.8%) ont été détectés uniquement par l'antenne EXU1 : 6 individus des lot 1 et 2 détectés le 8/4 entre 15:24 et 23:31, et qui ont pu éventuellement dévaler pendant la panne de l'enregistrement de l'EXU2 et EXU3 dans le canal de transfert du 8 au 9 avril, 2 individus du lot 10 et 1 individu de lot 9. 28 poissons (11.7%) n'ont jamais été détectés.

En additionnant les efficacités de passage par la passe à poissons (2.9%) et par les exutoires de dévalaison (80.7%), on obtient une efficacité globale moyenne de 83.6% (min-max : 75.5-91.9%).
<table><caption>**Tableau 2** : Proportion des poissons détectés ou non dans les différentes voies de passage. Les résultats sont présentés pour tous les lots déversés, * – résultats non valides à cause des pannes d'enregistrement; efficacité de passage dans les exutoires pour le lot 2 est une valeur minimale (enregistrement pas tout à fait complet).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th rowspan="2">Nombre d'individus dans le lot</th><th rowspan="2">horaire du lâcher</th><th colspan="3">Proportion (%)</th></tr><tr><th>non-detectés</th><th>detectés dans exutoire</th><th>exutoire + passe</th></tr></thead><tbody><tr><td>LOT1</td><td>37</td><td>soir</td><td><strong>8,1</strong></td><td><strong>89,2</strong></td><td><strong>2,7</strong></td><td><strong>91,9</strong></td></tr><tr><td>LOT2</td><td>59</td><td>après-midi</td><td><strong>11,9</strong></td><td><strong>84,7</strong></td><td><strong>3,4</strong></td><td><strong>88,1</strong></td></tr><tr><td>LOT 3*</td><td>49</td><td>soir</td><td>42,9</td><td>57,1</td><td>0,0</td><td>57,1</td></tr><tr><td>LOT 4*</td><td>51</td><td>nuit</td><td>98,0</td><td>0,0</td><td>2,0</td><td>2,0</td></tr><tr><td>LOT 5*</td><td>49</td><td>nuit</td><td>95,9</td><td>2,0</td><td>2,0</td><td>4,1</td></tr><tr><td>LOT 6*</td><td>50</td><td>matin</td><td>36,0</td><td>60,0</td><td>4,0</td><td>64,0</td></tr><tr><td>LOT 7*</td><td>52</td><td>soir</td><td>46,2</td><td>51,9</td><td>1,9</td><td>53,8</td></tr><tr><td>LOT 8</td><td>47</td><td>nuit</td><td>17,0</td><td><strong>76,6</strong></td><td><strong>6,4</strong></td><td><strong>83,0</strong></td></tr><tr><td>LOT 9</td><td>49</td><td>nuit</td><td>24,5</td><td><strong>75,5</strong></td><td><strong>0,0</strong></td><td><strong>75,5</strong></td></tr><tr><td>LOT 10</td><td>47</td><td>matin</td><td>14,9</td><td><strong>78,7</strong></td><td><strong>6,4</strong></td><td><strong>85,1</strong></td></tr></tbody><tfoot><tr><td colspan="7">* lot avec panne d'enregistrement</td></tr><tr><td colspan="7"><strong>moyenne des lots</strong></td></tr></tfoot></table>

moyenne pondérée par les effectifs des lots, sans sauf pour le passage par la passe à poissons

## 4.3. Le choix de la voie de passage est-il influencé par la taille ?

L'espacement libre entre les barreaux du plan de grille est de 20 mm. Cela constitue une barrière physique pour les smolts de plus de 20 cm de long environ (largeur du corps plus ou moins égale à 1/10 de la longueur chez les salmonidés). La majorité des smolts utilisés pour ce test (comme pour les smolts sauvages) peut physiquement passer au travers des barreaux (Figure 5). Dans ce cas, la répulsivité du plan de grille est principalement basée sur un effet comportemental sur les poissons qui ont des réticences à se laisser entraîner dans des espacements réduits. Mais l'intensité de cet effet répulsif comportemental est susceptible de diminuer d'autant plus que les poissons sont petits, avec potentiellement des répercussions sur leur répartition entre les différentes voies de passage (au travers du plan de grille puis par la turbine ou par les exutoires de dévalaison). Chanseau et al. (1999), Croze et al. (1999) et Travade et al. (1999) ont effectivement observé cette tendance au niveau de plan de grille avec des espacements de 30, 40 et 25 mm respectivement. Si cette tendance se vérifie également au niveau d'un plan de grille à 20 mm, on devrait observer une différence en taille entre les poissons qui sont passés par les exutoires et ceux qui n'ont jamais été détectés, ou détectés uniquement par l'antenne EXU1, et qui sont probablement passés au travers du plan de grille. Pour répondre à cette question, on utilise uniquement les lots sans panne d'enregistrement et on écarte les poissons ayant pris la passe à poissons pour dévaler. La différence en taille entre les 2 ensembles d'individus qui ont pris les exutoires et ceux qu'on n'a pas été détectés dans un des dispositifs de franchissement a été testée avec un t-test de Student.

La taille moyenne des poissons passés par le dispositif de dévalaison (186.1 mm) est très légèrement supérieure à celle des poissons non détectés probablement passés au travers du plan de grille (183.3mm) ; cette différence n'est toutefois pas significative (Figure 9). Un éventuel effet de l'espacement des barreaux sur la voie de passage des poissons selon leur taille n'est donc pas vraiment visible dans notre étude. Ce résultat est toutefois à considérer avec prudence étant donné que les smolts d'élevage utilisés présentent des tailles peu variables, avec une grosse majorité entre 17 et 20 cm.
<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>**Figure 9** : Distribution des tailles des individus déversés dans les lots valides, puis des tailles des individus détectés versus non-détectés dans le canal de transfert.</figcaption></figure>

## 4.4. Temps de passage

### 4.4.1. Temps de passage : entre le lâcher dans le canal d'amenée et la sortie de dispositif de dévalaison

On définit le temps de passage pour chaque individu ayant pris le dispositif de dévalaison comme la différence entre l'heure du lâcher et l'heure de la dernière détection dans le canal de transfert (EXU3 ou EXU2, tous lots confondus). La variabilité des temps de passage entre les différents lots (à travers le minimum, le maximum, le 1er et 3ème quartile, la médiane et la moyenne) permet d'apprécier l'influence de l'horaire de lâcher (matin, après-midi, soir ou nuit), ainsi que l'influence du temps de stabulation des poissons avant le lâcher (entre le mardi soir et le vendredi matin).

Le temps de passage a été calculé pour 278 individus lâchés à différents moments de la journée, mais les résultats par lot sont valides uniquement pour des lots sans panne d'enregistrement (Figure 10). Pour l'ensemble des lots sans panne d'enregistrement, on constate que 50% de poissons ont mis moins de 23 minutes depuis leur lâcher pour franchir l'ouvrage par le dispositif de dévalaison, et 75% des individus lâchés l'ont fait en moins de 2 heures. Plutôt exceptionnellement, certains individus ont mis plusieurs heures, et jusqu'à deux jours pour franchir l'ouvrage par les exutoires.

Pour les lots déversés l'après-midi, le soir et la nuit, les valeurs médianes des temps de passage sont assez proches, entre 18 et 21 minutes. Pour les lots du matin, les temps de passage sont bien plus élevés (1h13min pour le lot 3 – temps d'enregistrement 2 h avant la panne, et 3h17min pour le lot 10). Si on compare les lots 1, 8 et 9 (déversés après 20h, mais des jours différents), on observe un rallongement du temps de passage au fur à mesure de la semaine d'expérimentation, faible sur les valeurs médianes, mais en revanche plus marqué sur le 3ème quartile et la valeur maximale (Figure 10). Même si cette différence n'est pas statistiquement significative (test de Kruskal-Wallis entre les lots 1, 8 et 9 avec p > 0.05), il apparaît possible que le temps de stabulation des poissons ait quelque peu influencé leur comportement et notamment réduit leur motivation à dévaler.
<table><thead><tr><th></th><th>Nb d'ind.</th><th>horaire de lâcher</th><th>Min.</th><th>1Quartile</th><th>Médiane</th><th>Moyenne</th><th>3Quartile</th><th>Max.</th></tr></thead><tbody><tr><td>LOT 1</td><td>33</td><td>nuit</td><td>0:11:03</td><td>0:14:59</td><td>0:18:47</td><td>0:21:13</td><td>0:23:12</td><td>0:58:55</td></tr><tr><td>LOT 2</td><td>50</td><td>après-midi</td><td>0:07:47</td><td>0:13:53</td><td>0:18:29</td><td>1:37:07</td><td>0:31:51</td><td>46:13:00</td></tr><tr><td>LOT 3*</td><td>28</td><td>soir</td><td>0:13:48</td><td>0:17:41</td><td>0:20:01</td><td>0:20:12</td><td>0:23:18</td><td>0:26:21</td></tr><tr><td>LOT 6*</td><td>30</td><td>matin</td><td>0:23:56</td><td>0:33:00</td><td>1:13:10</td><td>3:29:56</td><td>2:01:58</td><td>12:43:32</td></tr><tr><td>LOT 7*</td><td>27</td><td>soir</td><td>0:19:02</td><td>0:19:45</td><td>0:20:05</td><td>0:29:31</td><td>0:20:36</td><td>2:44:18</td></tr><tr><td>LOT 8</td><td>36</td><td>nuit</td><td>0:12:49</td><td>0:15:05</td><td>0:20:04</td><td>0:42:06</td><td>0:39:47</td><td>5:46:54</td></tr><tr><td>LOT 9</td><td>37</td><td>nuit</td><td>0:11:50</td><td>0:15:33</td><td>0:21:36</td><td>2:08:00</td><td>0:54:26</td><td>47:00:00</td></tr><tr><td>LOT 10</td><td>37</td><td>matin</td><td>0:12:43</td><td>2:28:12</td><td>3:17:00</td><td>6:20:24</td><td>6:37:06</td><td>54:18:34</td></tr><tr><td>LOTS sans *</td><td>193</td><td></td><td>0:07:47</td><td>0:15:33</td><td>0:22:24</td><td>2:14:07</td><td>1:51:50</td><td>54:18:34</td></tr></tbody></table>

*lot avec panne d'enregistrement

<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>**Figure 10** : Temps de passage des smolts (entre le lâcher et la sortie du dispositif de dévalaison) en fonction des lots. * et boxplots blancs : résultats non valides à cause des pannes d'enregistrement.</figcaption></figure>

### 4.4.2. Temps de présence à l'amont du plan de grille

L'antenne EXU1 détectait, en plus du passage des poissons dans l'exutoire, une partie de leurs mouvements devant la grille inclinée. Parmi les 143 poissons détectés au niveau de cette antenne (tous lots confondus), 73 l'ont été plusieurs fois. Ceci correspond à nos observations *in situ*, à savoir, à l'arrivée devant la grille, les poissons se sont souvent présentés en banc au niveau de cet exutoire, puis sont repartis pour aller au niveau de l'exutoire central, en sont parfois ressortis pour stationner quelques minutes en rive gauche dans la zone de recirculation et puis sont repartis un peu vers l'amont où une veine de courant les amenait de nouveau devant l'exutoire de la rive droite (Figure 11). Pour les poissons détectés plusieurs fois (i.e. en cas d'hésitation devant la grille), un temps de présence minimal à l'amont du plan de grille peut ainsi être évalué entre la première et la dernière détection. Ce temps peut être très court (quelques secondes), mais la médiane se situe à 28 minutes et exceptionnellement les poissons peuvent passer jusqu'à 20 jours devant la grille (Tableau 3, un individu du lot 5).

<figure><img src="image_21.png" /><figcaption>**Figure 11** : Schéma de mouvement des poissons devant la grille incliné en cas d'hésitation à l'entrée des exutoires.</figcaption></figure>
**Tableau 3** : Temps de passage (entre le lâcher et la sortie du dispositif de dévalaison), temps passé devant la grille (suivi ou non d'un franchissement), temps de franchissement du dispositif de dévalaison, et temps passé dans le canal de transfert (en gris - valeur à considérer avec précaution parce que la détection à l'EXU1 ne garantit pas l'entrée dans le dispositif).

<table><caption>Uniquement les individus des lots 1, 2, 8, 9 et 10 sauf *</caption><thead><tr><th>temps</th><th>Min.</th><th>1st Quartile</th><th>Médiane</th><th>Moyenne</th><th>3rd Quartile</th><th>Max.</th><th>nb d'ind.</th></tr></thead><tbody><tr><td>entre le lacher et la sortie du canal de transfert</td><td>0:07:47</td><td>0:15:33</td><td>0:22:24</td><td>2:14:06</td><td>1:51:50</td><td>2J 6:18:34</td><td>193</td></tr><tr><td>devant la grille (EXU1)*</td><td>0:00:02</td><td>0:04:09</td><td>0:28:29</td><td>16:57:03</td><td>3:29:22</td><td>20J 6:20:44</td><td>73</td></tr><tr><td>de franchissement (EXU1-EXU3)</td><td>0:00:39</td><td>0:01:32</td><td>0:06:19</td><td></td><td>0:26:37</td><td></td><td>59</td></tr><tr><td>dans le canal de transfert (EXU2-EXU3)</td><td>0:00:04</td><td>0:00:07</td><td>0:00:47</td><td>0:11:16</td><td>0:05:44</td><td>6:32:35</td><td>175</td></tr></tbody></table>

### 4.4.3. Temps de transit dans le dispositif de dévalaison

Pour les poissons détectés à l'antenne EXU1 et ayant emprunté le dispositif de dévalaison, il est possible d'apprécier un temps de transit au travers du dispositif de dévalaison entre leur dernière détection à EXU1 et leur dernière détection aux antennes EXU3 ou EXU2 (si pas de détection à l'EXU3). Ce temps est une valeur maximale dans la mesure où la dernière détection à l'antenne EXU1 ne garantit pas l'entrée dans l'exutoire. Ainsi, le temps de transit est au minimum de 39 s ; le 1er quartile, la médiane et le 3ème quartile atteignent respectivement 1 min 32 s; 6 min 19 s et 26 min 37 s (Tableau 3). Ces valeurs nous paraissent cohérentes tenant compte des autres temps calculés. (nb. la moyenne et le maximum ne sont pas présentés parce que probablement biaisées – EXU1 n'a pas dû détecter l'entrée du poisson dans le dispositif, mais juste un passage devant l'exutoire). Le temps de stabulation dans la partie aval du canal de transfert est relativement court ; 50% des individus y passent moins de 50 seconds, 75% des individus moins de 6 minutes.

### 4.4.4. Le temps de passage est-il influencé par la taille, le facteur de condition des smolts ou la période de lâcher ?

*Influence de la taille et du facteur de condition des poissons*

Parmi les poissons fournis pour l'étude, il y avait quelques individus de petites tailles avec une moindre argenture (=caractéristique de smoltification). On a vérifié si ces poissons sont aussi motivés à dévaler et mettent un temps équivalent aux poissons de taille plus grande.

Même si les individus proviennent d'une même cohorte et ont été élevés dans les mêmes conditions de vie, une certaine variabilité en taille et en poids a été observée (Figure 12). Le coefficient de condition K, donné par le rapport reliant le poids et la longueur du poisson (Folmar & Dickhoff, 1980), permet de déterminer l'état physiologique d'un poisson : $K = [Poids (en g)*Longueur (en cm)⁻³]*100$. Ainsi, plus un poisson est lourd pour une longueur donnée, plus son coefficient de condition est élevé. On a vérifié si les individus en bonnes conditions sont plus motivés à migrer et dévalent plus rapidement. (nb. à la différence de Folmar et Dickhoff (1980), nous utilisons la longueur totale pour le calcul du K).

La visualisation des graphiques représentant le temps de passage dans les exutoires en fonction de la taille ou du facteur de condition permet d'observer que ni l'un ni l'autre n'ont d'influence sur le temps de passage des smolts (Figure 12).
<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>**Figure 12** : Longueur totale et facteur de condition des smolts qui ont emprunté le dispositif de dévalaison et leur éventuelle influence sur le temps de passage par le dispositif.</figcaption></figure>

## Influence du moment des lâchers

Il est bien connu que la motivation des smolts à dévaler peut varier au cours de la journée et de la période de dévalaison. Une migration de nuit semble être préférée au début de la période de dévalaison, alors qu'en fin de période, une dévalaison de jour est souvent observée au même niveau que celle de nuit (Thorpe et al., 1994; Ibbotson et al., 2006). Lors de notre étude, des lâchers ont eu lieu le matin (vers 10h temps d'été), l'après-midi (vers 15h), le soir (vers 20h) et la nuit (21:30-23h). L'objectif des analyses qui suivent est d'évaluer si ces différents moments des lâchers ont eu une influence sur le temps de passage.

<table><thead><tr><th>horaire de lâcher</th><th>Nb d'ind.</th><th>Min.</th><th>1Quartile</th><th>Médiane</th><th>Moyenne</th><th>3Quartile</th><th>Max.</th></tr></thead><tbody><tr><td>matin</td><td>37</td><td>0:12:43</td><td>2:28:12</td><td>3:17:00</td><td>6:20:24</td><td>6:37:06</td><td>54:18:34</td></tr><tr><td>après-midi</td><td>50</td><td>0:07:47</td><td>0:13:53</td><td>0:18:29</td><td>1:37:07</td><td>0:31:51</td><td>46:13:00</td></tr><tr><td>soir</td><td>33</td><td>0:11:03</td><td>0:14:59</td><td>0:18:47</td><td>0:21:13</td><td>0:23:12</td><td>0:58:55</td></tr><tr><td>nuit</td><td>73</td><td>0:11:50</td><td>0:15:12</td><td>00:21:30</td><td>1:25:37</td><td>0:45:37</td><td>47:00:00</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>**Figure 13** : Temps de passage des smolts par le dispositif de dévalaison en fonction des moments des lâchers (uniquement des lots 1, 2, 8, 9 et 10 ont été utilisés pour cette analyse). Les différences significatives (test des comparaisons multiples de Wilcoxon / méthode d'ajustement de Bonferroni /, p<0.05) sont indiquées avec les lettres a et b.</figcaption></figure>
Le temps de passage varie en fonction du moment des lâchers (Figure 13). Ces temps sont plus longs et significativement différents des autres (test des comparaisons multiples de Wilcoxon avec la méthode d'ajustement de Bonferroni, p<0.05), si le lâcher est effectué le matin (50% d'individus ont mis plus de 3 h pour dévaler) et plus cours avec des lâchers l'après-midi, le soir et la nuit (50% d'individus franchissent l'ouvrage en moins de 22 min après leur lâcher). Même si les médianes des temps de passage des poissons lâchés l'après-midi, le soir ou la nuit sont assez proches, on observe quand même une plus grande variabilité des temps de passage l'après-midi et la nuit.

## 5. Conclusions et discussions sur l'efficacité du dispositif de dévalaison

Rappelons que la prise d'eau de la centrale hydroélectrique d'Auterrive sur le Gave d'Oloron est équipée d'un plan de grille avec un espacement libre entre barreau de 20 mm, incliné à 26°, avec 2 exutoires de surface au sommet du plan de grille de 0.5 m de large le long de la rive droite et de 0.7 m en position centrale (soit au total 20% de la largeur de la prise d'eau). Durant l'étude, les exutoires ont été alimentés avec un débit total moyen de 0.51 m³/s, soit 6.7% du débit moyen turbiné (7.8 m³/s). En moyenne 80.7% des smolts (min-max : 75.5-89.2%) ont dévalés par les exutoires et le canal de transfert ; 2.9% des smolts (min-max : 0-6.4%) ont d'autre part emprunté la passe à poissons. En additionnant les efficacités de passage par la passe à poissons et par les exutoires de dévalaison, on obtient une efficacité moyenne globale de 83.6% (min-max : 75.5-91.9%). Il faut bien garder à l'esprit que cela correspond à une valeur minimale du fait i) de la méthodologie employée (pas de suivi des éventuelles remontées des poissons dans le Gave d'Oloron mais faible probabilité d'occurrence), ii) des enregistrements pas tout à fait complets pour les lots 1 et 2 et iii) de l'influence possible de la période de stabulation (éventuelle perte de motivation à dévaler) pour les lots 8, 9 et 10.

Suite à cette première étude et le retour d'expérience, on retient qu'une attention particulière doit être portée sur certains aspects pour garantir le bon fonctionnement du dispositif de dévalaison. Nos observations de la courantologie et du comportement des smolts au niveau de la prise d'eau (Figure 11) suggèrent que le positionnement des exutoires n'est pas tout à fait optimal. Cela n'est pas lié aux critères de conception, mais à l'hétérogénéité des écoulements à l'approche du plan de grille, spécifique au site d'étude, non anticipée lors du projet. Du fait d'un léger angle de la prise d'eau par rapport à l'axe du canal d'amenée, l'écoulement principal arrive le long de la berge rive droite. Cela engendre des vitesses transversales au sommet du plan de grille allant de la rive droite vers la rive gauche, avec la formation d'une zone de recirculation en rive gauche (Figure 11). L'attractivité de l'exutoire de la rive droite est ainsi assez limitée, avec un débit d'alimentation venant essentiellement d'en face de l'exutoire et peu depuis sa gauche (vue de l'amont vers l'aval). L'attractivité de l'exutoire central est bonne vers sa droite (quasiment tous les poissons se présentant entre les 2 exutoires ont été amenés à passer devant l'exutoire central, obs. pers.), mais elle est par contre très limitée vers sa gauche. Nous avons observé qu'une fois arrivés au sommet du plan de grille, les poissons suivent ces courants transversaux. Pour ceux qui hésitent à emprunter les exutoires, ces courants ont tendance à les amener dans la zone de recirculation où ils peuvent passer un temps considérable. Ces constats prouvent qu'au-delà des critères généraux (Courret & Larinier, 2008), une attention particulière doit être apportée à l'organisation des écoulements au niveau de la prise d'eau *in situ*, de façon à y adapter le positionnement des exutoires. En particulier, si l'écoulement arrive préférentiellement le long d'une rive, il est fort probable que des vitesses transversales s'établissent depuis cette rive vers celle opposée, et que par conséquent on ait intérêt à positionner un exutoire le long ou à proximité de cette dernière.

Selon nos observations *in situ* et les multiples détections des poissons au niveau de l'antenne EXU1, de nombreux smolts montraient des réticences et hésitations à emprunter les exutoires, certains déjà bien engagés ressortant. S'il est impossible d'éviter toutes réticences dans la mesure où il n'est pas naturel pour un poisson de s'engager dans un passage de taille réduite, à Auterrive, ces réticences ont probablement été accentuées par la présence d'une petite chute à l'entrée des
exutoires, avec une accélération des vitesses d'écoulement et une augmentation de la turbulence (Figure 14). Il est important d'éviter l'apparition de telle chute au niveau des exutoires et d'obtenir un écoulement continu entre le sommet du plan de grille, l'exutoire et la goulotte. Cette situation à Auterrive est liée à un fonctionnement avec un niveau d'eau plutôt bas dans le canal d'amenée durant l'étude, et serait probablement améliorée pour des niveaux d'eau supérieurs.

<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>**Figure 14** : Aperçu de la petite chute à l'entrée de l'exutoire central.</figcaption></figure>

Cette étude est le premier test d'efficacité réalisé en France dans une configuration de plans de grille inclinés conforme aux récentes préconisations par Courret et Larinier (2008) et Raynal et al. (2012, 2013). En France, les tests réalisés jusqu'à présent ont porté sur l'association d'exutoires avec des plans de grille « conventionnels », quasi-verticaux et perpendiculaires à l'écoulement, ou dans des configurations de plans de grille orientés ou en prolongement de la berge, avec des efficacités très variables de 10-20% à 80-100% selon les caractéristiques des prises d'eau (Larinier & Travade, 1999; Travade & Larinier, 2006). Parmi les tests réalisés à l'étranger, certaines configurations sont proches des préconisations françaises pour des prises d'eau ichtyocompatibles. Avec une configuration de plan de grille incliné, un seul autre test existe à notre connaissance. Il a été réalisé en Suède par Calles et al. (2013) sur la centrale Atrafors (rivière Atran) dont la prise d'eau de 72 m³/s est équipée d'un plan de grille à 18 mm, incliné à 35° avec 6 exutoires-pièges. Une efficacité des exutoires de 82% y a été obtenue pour des anguilles argentées. Avec une configuration de plan de grille orienté, plusieurs tests ont été réalisés. Sur la côte Est des Etats Unis, 3 tests ont été réalisés au niveau de plans de grilles à 25 mm, orientés à 45°, avec des débits dans les exutoires compris entre 3% et 10% du débit maximum turbiné, en obtenant des efficacités de 97% à 100% pour des smolts de saumon atlantique (Nettles and Gloss (1987) ; Charles Ritzi Associates (1993) ; Simmons (2000)). Un test a également été mené en Suède sur la centrale Herting (rivière Atran), dont la prise d'eau de 40 m³/s est équipée d'un plan de grille orienté à 30° avec des barreaux horizontaux espacés de 15 mm et un exutoire sur toute la profondeur (largeur inconnue, mais a priori faible) transitant 0.3 m³/s (Heiβ, 2015). Une efficacité de l'exutoire de 89.5% (17 poissons sur 19) y a été obtenue pour des smolts de saumon atlantique, pour un débit turbiné moyen de 21.5 m³/s (débit exutoire représentant 1.4%). Les 2 autres poissons sont passés au travers du plan de grille malgré son espacement réduit.

Au final, même si l'efficacité moyenne obtenue à Auterrive est un peu inférieure aux valeurs visées (> 90%) ou à celles obtenues dans certaines études évoquées ci-dessus, cette valeur (qui est un minimum) fait tout de même partie des meilleures efficacités de dispositif de dévalaison mesurées jusqu'à présent. Les observations du comportement des poissons *in situ*, ainsi que la bonne efficacité obtenue suggèrent que le pouvoir répulsif du plan de grille à 20 mm et le guidage des poissons vers
le sommet du plan de grille avec l'inclinaison à 26° sont bons même en l'absence d'effet « louver »<fnref n="5" /> comme dans le cas de plans de grille orientés. Dans la mesure où le positionnement des exutoires n'est pas encore optimal du fait d'une hétérogénéité de l'écoulement non anticipée, ce résultat est considéré comme satisfaisant et apporte du crédit aux critères de conception des prises d'eau équipées de plan de grille incliné proposés par Courret et Larinier (2008) et Raynal et al. (2013), cette configuration étant aujourd'hui largement privilégiée en France du fait des moindres contraintes engendrées en termes de pertes de charge et de dégrillage. Il est cependant nécessaire de poursuivre l'acquisition de retours d'expérience sur les prises d'eau « ichtyocompatibles », en réalisant dans les années à venir d'autres études du même type au niveau de centrales plus importantes et/ou dans des configurations différentes, ainsi que pour l'anguille.

## 6. Recommandations pour ce type de tests par marquage-détection

On note une diminution importante de l'efficacité de passage (de 10 - 15%) entre les lots déversés au début de l'étude (lot 1 et 2) et les lots déversés à la fin (8, 9 et 10, Tableau 2). Il semble que cette différence peut être liée à la durée et aux conditions de stabulation qui peuvent perturber la motivation des poissons à dévaler. Par conséquent, on préconise pour les futurs études de limiter la stabulation au minimum et surveiller ses conditions. Il faut être très vigilant à la variation de température dans les cuves qui ne doit pas dépasser 16°C, et nourrir régulièrement les poissons (pas avant le marquage). Pendant cette étude, les poissons n'ont pas été nourris et après leur lâcher, on a assez souvent observé un comportement alimentaire devant la grille.

L'efficacité de passage varie relativement peu si on regarde les lots 1 et 2 (89.2 et 84.7% respectivement), et aussi entre les lots 8, 9 et 10 (74 - 76.6%) déversés après 3 jours de stabulation. Suite à cette faible variation de résultat il semblerait possible de réduire le nombre de lots déversés dans les futures études. Dans ces conditions, un déversement de 5-6 lots pour une étude d'efficacité d'un dispositif de dévalaison peut être suffisant.

Il semblerait également possible et peut-être même souhaitable de diminuer le nombre total d'individus déversés dans un lot, notamment s'il y a un risque d'attardement des poissons dans le dispositif de dévalaison. En diminuant le nombre de poissons par lot, on peut réduire le risque de collision des marques dans le champ des antennes et ainsi réduire le risque de non-détection des passages. N'ayant pu se baser sur aucune étude existante portant sur la défaillance des dispositifs RFID en fonction de la densité des poissons, on propose à 30-40 le nombre d'individus dans un lot.

Selon nos résultats, qui confirment les essais de déversement diurne des smolts menée par ECOGEA (Mennessier et al., 2013), il parait faisable de réaliser les lâchers en début d'après-midi sans que cela ait une influence sur l'évaluation de l'efficacité de passage (Tableau 2), ni sur le temps de passage (Figure 13). Par contre, les lâchers du matin sont à éviter si on s'intéresse aux temps de passage/franchissement qui se rallongent à ce moment-là. Ainsi, jusqu'à trois déversements par jours sont possibles à des horaires suffisamment espacés pour éviter la concentration des poissons dans le dispositif. A titre d'exemple, on peut envisager les déversements à 14h, 19h et 22h. Il faut éviter les déversements entre 16 et 18h où certaines études (p. ex. Larinier & Boyer-Bernard, 1991; Ibbotson et al., 2006) observent une diminution d'activité des smolts.

Pendant le marquage nous avons noté 6 individus (de taille < à 163 mm) avec une argenture moins prononcée (stade entre tacon et smolt). 4 de ces poissons ont été détectés régulièrement au niveau de l'EXU1 (détections de plusieurs jours) mais aucun n'a été détecté en dévalaison par un des dispositifs de franchissement. Ces poissons insuffisamment smoltifiés, sont clairement moins motivés pour la migration, et pour ne pas biaisier les résultats il convient de les écarter dans d'autres études d'efficacité.

<footnote n="5">⁵ Turbulences de l'écoulement au passage entre les barreaux lié au fait que les barreaux sont de biais par rapport à la vitesse d'approche, et qui renforce le pouvoir répulsif du plan de grille (mais génère des pertes de charge).</footnote>
Les deux antennes dans le canal de transfert (EXU2 et EXU3) diffèrent en nombre total de détections (1782 contre 917), en nombre de poissons détectés (241 contre 256) et en efficacité de détection (0.8638 contre 0.9176 tenant compte de l'ensemble des détections, cf. § 4.1). Ces différences peuvent s'expliquer par l'emplacement des antennes dans le canal de transfert (Figure 3) et le comportement des poissons dans ce canal, notamment le temps prolongé qu'ils passent à ce niveau (Tableau 3). L'arrêt des poissons dans cette zone a dû augmenter le risque de collision des marques dans le champ de l'antenne (si plusieurs marques sont présentes dans le champ) et a pu conduire vers le non-enregistrement de certains passages par l'EXU2. Dans notre cas, ceci ne devrait pas impacter significativement les résultats étant donné que l'on a doublé le système de détection dans le canal de transfert et que son efficacité totale a été très bonne ($E_{EXU2+EXU3}$ approche 100%). Pour les études à venir, il faut néanmoins éviter l'emplacement des antennes dans les zones de concentration des poissons pour garantir la bonne qualité des données.

### D'autres recommandations en résumé :

* Vigilance particulière pendant l'anesthésie (smolts très sensibles) : anesthésie et marquage par petits groupes (10-15 individus à 2 personnes qui marquent).

* Etre très vigilant aux échappements des poissons (couvrir entièrement les bacs avec un filet serré par un tendeur).

* Même si des lots sont constitués pendant le marquage, réenregistrer les codes de tous les individus dans le lot juste avant le déversement (pour surveiller les échappements et corriger les éventuelles erreurs d'enregistrement pendant le marquage).

## 7. Bibliographie

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## 8. Annexes

<figure><img src="image_25.png" /><figcaption>Annexe 1 : photo de la grille inclinée avec les exutoires de la centrale hydroélectrique d'Auterrive.</figcaption></figure>
Annexe 2 : Caractéristiques de la prise d'eau de la centrale d'Auterrive et des écoulements en fonction du niveau d'eau amont.

<table><thead><tr><th colspan="2">Conditions de turbinage</th><th colspan="5">Caractéristiques de la prise d'eau</th><th colspan="5">Caractéristiques du plan de grille</th><th colspan="8">Caractéristiques des exutoires</th></tr><tr><th>Débit turbiné maximal</th><th>Cote du niveau d'eau amont</th><th>Cote du radier</th><th>Hauteur d'eau</th><th>Largeur</th><th>Section d'écoulement</th><th>Vitesse d'approche</th><th>Inclinaison</th><th>Largeur</th><th>Longueur immergée</th><th>Section Immergée</th><th>Vitesse normale</th><th>Largeur cumulée</th><th>Cote des exutoires</th><th>Hauteur d'eau</th><th>Section d'écoulement</th><th>Débit des exutoires</th><th>Vitesse en entrée</th></tr></thead><tbody><tr><td>Q<sub>TURB</sub></td><td>NIV<sub>AMONT</sub></td><td>NIV<sub>RADIER</sub></td><td>H = NIV<sub>AMONT</sub> - NIV<sub>RADIER</sub></td><td>B</td><td>S = H * B</td><td>V<sub>A</sub> = Q<sub>TURB</sub> / S</td><td>B<sub>Gβ</sub></td><td>B<sub>G</sub></td><td>L<sub>G</sub></td><td>S<sub>G</sub> = B<sub>G</sub> * L<sub>G</sub></td><td>V<sub>N</sub> = Q<sub>TURB</sub> / S<sub>G</sub></td><td>B<sub>EXU</sub></td><td>NIV<sub>EXU</sub></td><td>H<sub>EXU</sub> = NIV<sub>AMONT</sub> - NIV<sub>EXU</sub></td><td>S<sub>EXU</sub> = H<sub>EXU</sub> * B<sub>EXU</sub></td><td>Q<sub>EXU</sub></td><td>V<sub>EXU</sub> = Q<sub>EXU</sub> / S<sub>EXU</sub></td></tr><tr><th>m<sup>3</sup>/s</th><th>m</th><th>m</th><th>m</th><th>m</th><th>m<sup>2</sup></th><th>m/s</th><th>°</th><th>m</th><th>m</th><th>m<sup>2</sup></th><th>m/s</th><th>m</th><th>% de B</th><th>m</th><th>m</th><th>m<sup>2</sup></th><th>m<sup>3</sup>/s</th><th>% de Q<sub>TURB</sub></th><th>m/s</th><th>% de V<sub>A</sub></th></tr><tr><td>9,5</td><td>20,8</td><td>17,9</td><td>2,9</td><td>6</td><td>17,4</td><td>0,55</td><td>26</td><td>6</td><td>5,42</td><td>32,5</td><td>0,29</td><td>1,2</td><td>20%</td><td>20,3</td><td>0,5</td><td>0,60</td><td>0,5</td><td>5,3%</td><td>0,83</td><td>153%</td></tr><tr><td>9,5</td><td>20,9</td><td>17,9</td><td>3,0</td><td>6</td><td>18,0</td><td>0,53</td><td>26</td><td>6</td><td>5,42</td><td>32,5</td><td>0,29</td><td>1,2</td><td>20%</td><td>20,3</td><td>0,6</td><td>0,72</td><td>0,5</td><td>5,3%</td><td>0,69</td><td>132%</td></tr><tr><td>9,5</td><td>21,0</td><td>17,9</td><td>3,1</td><td>6</td><td>18,6</td><td>0,51</td><td>26</td><td>6</td><td>5,42</td><td>32,5</td><td>0,29</td><td>1,2</td><td>20%</td><td>20,3</td><td>0,7</td><td>0,84</td><td>0,5</td><td>5,3%</td><td>0,60</td><td>117%</td></tr><tr><td>9,5</td><td>21,1</td><td>17,9</td><td>3,2</td><td>6</td><td>19,2</td><td>0,49</td><td>26</td><td>6</td><td>5,42</td><td>32,5</td><td>0,29</td><td>1,2</td><td>20%</td><td>20,3</td><td>0,8</td><td>0,96</td><td>0,5</td><td>5,3%</td><td>0,52</td><td>105%</td></tr><tr><td>9,5</td><td>21,2</td><td>17,9</td><td>3,3</td><td>6</td><td>19,8</td><td>0,48</td><td>26</td><td>6</td><td>5,42</td><td>32,5</td><td>0,29</td><td>1,2</td><td>20%</td><td>20,3</td><td>0,9</td><td>1,08</td><td>0,5</td><td>5,3%</td><td>0,46</td><td>96%</td></tr><tr><td>9,5</td><td>21,3</td><td>17,9</td><td>3,4</td><td>6</td><td>20,4</td><td>0,47</td><td>26</td><td>6</td><td>5,42</td><td>32,5</td><td>0,29</td><td>1,2</td><td>20%</td><td>20,3</td><td>1,0</td><td>1,20</td><td>0,5</td><td>5,3%</td><td>0,42</td><td>89%</td></tr><tr><td>9,5</td><td>21,4</td><td>17,9</td><td>3,5</td><td>6</td><td>21,0</td><td>0,45</td><td>26</td><td>6</td><td>5,42</td><td>32,5</td><td>0,29</td><td>1,2</td><td>20%</td><td>20,3</td><td>1,1</td><td>1,32</td><td>0,5</td><td>5,3%</td><td>0,38</td><td>84%</td></tr><tr><td>9,5</td><td>21,5</td><td>17,9</td><td>3,6</td><td>6</td><td>21,6</td><td>0,44</td><td>26</td><td>6</td><td>5,42</td><td>32,5</td><td>0,29</td><td>1,2</td><td>20%</td><td>20,3</td><td>1,2</td><td>1,44</td><td>0,5</td><td>5,3%</td><td>0,35</td><td>79%</td></tr></tbody></table>