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Suivi spatio-temporel et impacts de l'infiltration des sédiments fins dans les frayères de saumon atlantique.

Levasseur, Mylène (2008). Suivi spatio-temporel et impacts de l'infiltration des sédiments fins dans les frayères de saumon atlantique. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 242 p.

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Résumé

La présence excessive de sédiments fins dans le substrat de fraie de saumon atlantique est un facteur important qui limite le succès de reproduction de cette espèce de plus en plus vulnérable. Ces sédiments peuvent nuire autant aux embryons lors des différents stades de développement qu'aux alevins lors de l'émergence. Étant donné que la femelle diminue la quantité de sédiments fins présents dans le substrat lors de la construction du nid, les oeufs sont déposés dans un environnement relativement exempt de ce type de sédiments. Par conséquent, l'effet néfaste des sédiments fins sur la survie des embryons dépendrait de la quantité de sédiments fins s'infiltrant dans le nid sur l'ensemble de la période d'incubation. Il n'existe actuellement aucune étude ayant déterminé à quels moments se produisent les événements d'infiltration de ces sédiments dans les nids de saumon atlantique. L'absence d'outils de mesure appropriés explique en partie le manque flagrant de connaissances à ce sujet. Pour remédier à ce problème, nous avons développé une nouvelle technique d'échantillonnage qui permet de documenter en simultané l'infiltration des sédiments fins ainsi que la survie des embryons dans un environnement qui reproduit un nid naturel de saumon et ce, à différents moments durant la période d'incubation. Nous avons ensuite testé l'efficacité de cette nouvelle technique en milieu naturel. Les résultats ont démontré que la technique était efficace pour l'échantillonnage en simultané des deux variables et qu'elle permettait aussi de reproduire adéquatement les caractéristiques physiques d'un nid naturel de saumon. Cette nouvelle technique d'échantillonnage nous a ensuite permis d'effectuer un suivi de l'infiltration des sédiments fins dans des nids artificiels de saumon atlantique durant l'incubation et aussi d'en évaluer l'impact sur la survie des embryons. L'objectif était de combler le manque de connaissances concernant les moments spécifiques durant lesquels se produisent les événements d'infiltration majeurs lors de l'incubation. Les résultats ont démontré qu'il y avait une relation négative et significative entre le pourcentage de survie à l'éclosion et les deux fractions de sédiments les plus fins analysés, soit les silts et les sables très fins et que l'infiltration de ces sédiments s'effectuait plus particulièrement pendant la période hivernale. Par contre, nos résultats ont aussi démontré que lors de la crue printanière, il y avait aussi de l'infiltration de sédiments fins dans le substrat, mais que cette dynamique était beaucoup plus complexe que lors de la période hivernale. Dans certaines zones des sites d'étude, la crue permettait de purger considérablement le substrat d'une certaine quantité de sable très fin et de silt, tandis que dans d'autres zones, elle favorisait l'infiltration. Ce résultat illustre l'importance de considérer la variabilité spatiale pour une meilleure compréhension de la dynamique temporelle de l'infiltration de sédiment fins dans le substrat de fraie de saumon atlantique lors de la période d'incubation. Une meilleure connaissance de la dynamique temporelle et spatiale de l'infiltration de sédiments fins est essentielle, car elle permet, entre autres, d'agir de façon plus efficace lors d'interventions de nettoyage du substrat de fraie. Ce type d'opération est souvent effectué par les gestionnaires de rivières qui tentent d'améliorer la qualité des sites de fraie pour favoriser la reproduction de l'espèce. Des problèmes importants sont encore bien réels concernant les nombreuses techniques de nettoyage existantes. La majorité d'entre elles sont souvent très complexes et coûteuses, elles nécessitent généralement l'usage d'une énergie supplémentaire et/ou d'une main-d'oeuvre importante pour fonctionner. Nous avons donc développé et testé une nouvelle technique de nettoyage qui ne possédait pas ces inconvénients. Cette dernière est compacte, peu onéreuse et simple à utiliser. De plus, elle ne nécessite aucune source d'énergie supplémentaire pour fonctionner, autre que la force de l'écoulement pour nettoyer convenablement le substrat de fraie. Les résultats des essais en milieu naturel ont visiblement démontré l'efficacité de l'appareil par la diminution du pourcentage de sédiments fins dans le substrat pour des zones nettoyées comparées à des zones témoins. Par contre, les résultats ont aussi mis en évidence l'importance des conditions d'écoulement, car étant donné que notre technique est hydromotrice, ces dernières sont déterminantes pour que l'appareil puisse nettoyer efficacement. Il est donc suggéré d'effectuer d'autres tests afin de déterminer les limites d'applicabilité et d'efficacité de cette nouvelle technique de nettoyage prometteuse. L'ensemble de ces résultats, qui constitue le coeur de la thèse, permet de remédier à certaines lacunes sur le plan théorique, technique et méthodologique concernant la dynamique de l'infiltration des sédiments fins lors de la période d'incubation et de leurs impacts sur la survie des embryons de saumon atlantique. Par ailleurs, puisque les résultats d'une étude récente menée en laboratoire suggéraient que le taux de survie des embryons de saumon atlantique était influencé non seulement par la composition du substrat (i.e. teneur en sédiments fins), mais par la combinaison de cette variable à celle de la valeur du gradient hydraulique (Lapointe et al., 2004), nous avons voulu vérifier cette hypothèse encore jamais examinée en milieu naturel. Étant donné que la survie des embryons dépend des caractéristiques de l'écoulement intergranulaire, nos objectifs étaient d'évaluer le rôle du gradient hydraulique sur la vitesse de l'écoulement intergranulaire et d'autre part, de déterminer l'importance relative d'autres variables pouvant aussi modifier la vitesse de cet écoulement, comme par exemple, la porosité du substrat, sa perméabilité ainsi que le pourcentage de sédiments fins. Ces variables ont été échantillonnées dans une gamme de conditions différentes sur une quinzaine de sites potentiels de fraie. Les résultats n'ont indiqué aucune relation significative entre la vitesse de l'écoulement intergranulaire et les différentes variables du substrat et du gradient hydraulique. Par ailleurs, plusieurs limitations reliées à l'échantillonnage peuvent avoir affecté la qualité des données récoltées ainsi que les analyses qui en découlent. Il est d'ailleurs recommandé de procéder à nouveau à l'échantillonnage, en remédiant aux différentes lacunes soulevées. Malgré l'aspect préliminaire de ces résultats, ils constituent tout de même de nouvelles pistes de recherche pour mieux comprendre les différentes variables qui peuvent modifier l'environnement intragravier dans lequel se développe les embryons de saumon. L'intention générale de cette thèse était d'améliorer l'état des connaissances concernant l 'habitat de reproduction de cette espèce pour ainsi tenter à plus ou moins long terme d'améliorer l'état des populations qui ne cessent de diminuer.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Bergeron, Normand
Co-directeurs de mémoire/thèse: Lapointe, Michel
Mots-clés libres: infiltration; sédiment fin; frayère; saumon atlantique; fraie; reproduction; embryons; nid
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 10 févr. 2014 19:10
Dernière modification: 24 nov. 2015 16:04
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1844

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