Dynamique spatio-temporelle des populations de truites en milieu naturel et au voisinage des ouvrages hydroélectriques

Spatiotemporal dynamics of brown trout populations in natural and bypassed reaches

• Auteur / Autrice : Victor Bret
• Direction : Hervé Capra, Véronique Gouraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie des communautés. Fonctionnement des écosystèmes. Écotoxicologie
• Date : Soutenance le 04/05/2016
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Milieux Aquatiques, Écologie et Pollutions
• Jury : Président / Présidente : Sylvain Doledec
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Laffaille
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Boisclair, Étienne Prévost

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydraulique

Poissons -- Populations

Truite de mer

Truites

Mots clés libres

Truite commune

Salmo trutta

Dynamique de populations

Conditions environnementales

Hydraulique

Tronçon court-circuité

Synchronie

Échelle spatiale

Brown trout

Salmo trutta

Population dynamics

Environmental conditions

Hydraulics

Bypassed section

Synchrony

Spatial scale

Résumé

Bien que l’écologie de la truite (Salmo trutta) ait déjà été bien étudiée, les processus expliquant la dynamique spatio-temporelle des populations restent à caractériser. L’objectif de cette thèse était d’identifier les processus démographiques (ex. survie ou déplacements) et l’influence des processus biotiques (interactions entre individus) et abiotiques (conditions environnementales) qui structurent dans le temps et dans l’espace les différentes classes d’âge (alevins, juvéniles et adultes) de ces populations. J’ai étudié l’influence sur la survie apparente de (1) la densité-dépendance et (2) des conditions environnementales vécues directement par les truites (habitat hydraulique et température de l’eau). Pour évaluer la transférabilité des résultats, j’ai évalué (3) l’échelle spatiale (globale ou locale) à laquelle opéraient les processus et (4) si ces processus variaient entre populations (approche hiérarchique). J’ai considéré la dynamique de 45 populations de truites dont 22 sont situées à l’aval d’un ouvrage hydroélectrique. A large échelle, il est apparu que le recrutement de populations séparées par des distances allant jusqu’à 75km peut être synchronisé par de fortes crues lors de l’émergence des alevins ou des déplacements du substrat de ponte. Nous avons synthétisé les résultats de l’application d’un modèle déterministe de dynamique de population, calibrés localement sur neuf stations aux conditions environnementales bien caractérisées. Cette synthèse a montré que des processus locaux influençaient directement la dynamique des populations. Enfin, la construction d’un modèle hiérarchique a montré le rôle structurant de la mortalité densité-dépendante des juvéniles et des adultes, dont l’intensité augmentait en l’absence d’abris (<2% de la surface) ou variait avec la température de l’eau (diminution pour les juvéniles et augmentation pour les adultes). Ce travail fournit des bases scientifiques aux gestionnaires d’ouvrages hydro-électriques pour leur permettre de limiter leur influence sur les populations de poissons et répondre ainsi aux demandes réglementaires

Brown trout (Salmo trutta) ecology was largely studied. However, the process structuring the spatiotemporal patterns of population dynamics remains unclear. The objective of this thesis was to identify the demographic processes (e.g. survival or displacements) and the influence of biotic (between-individuals interactions) and abiotic (environmental conditions) processes structuring the age-stages (fry, juveniles and adults) of these populations in time and space.I studied (1) the role of density-dependence on survival and (2) the influence of environmental conditions experienced by trouts (hydraulics and water temperature). To assess the results’ transferability, I studied (3) the spatial scale (global or local) of influence of the processes and (4) if those processes varied among populations (hierarchical approach).I considered the dynamics of 45 trout populations, 22 being located downstream a hydropower facility. At a large scale, the recruitment of distant populations (up to 75 km apart) may be synchronized by large floods during emergence of fry or by spawning substratum displacements. We summarized the results of a determinist population dynamics models, locally calibrated on nine reaches showing well-described environmental conditions. This summary revealed the influence of various local drivers on population dynamics. Finally, a hierarchical model showed that density-dependent mortality among juveniles and adults was a key biotic process. The strength of the competition was greater in absence of shelter (<2% of the surface) and varied with water temperature (decreasing for juveniles and increasing for adults).The results of this work will provide scientific basis to hydropower facility managers. This will help them to reduce their influence on trout populations and respond to regulatory demands