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Analyse du comportement spatial de l’omble de fontaine (Salvelinus fontinalis) dans un ponceau ondulé par suivi vidéo à éclairage infrarouge.

Constantin, Pierre-Marc (2017). Analyse du comportement spatial de l’omble de fontaine (Salvelinus fontinalis) dans un ponceau ondulé par suivi vidéo à éclairage infrarouge. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 130 p.

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Résumé

Certaines structures telles que les ponceaux peuvent restreindre les mouvements des poissons dans les rivières ou représenter un obstacle infranchissable pour eux. Les modèles actuellement utilisés afin de prédire si un ponceau est franchissable ou non sont basés sur la prémisse que les poissons nagent de façon continue contre la vitesse moyenne d’écoulement. Toutefois, les prédictions effectuées par ces modèles ne reflètent pas fidèlement les données observées, sous-estimant souvent le succès de passage dans les ponceaux. L’objectif de l’étude était de documenter le comportement spatial de l’omble de fontaine (Salvelinus fontinalis) lors du franchissement d’un ponceau et d’identifier les facteurs susceptibles d’aider les individus à franchir le ponceau. Le comportement spatial des ombles de fontaine a été documenté dans un ponceau routier à partir d’enregistrements vidéo et d’un éclairage infrarouge proche, sous trois conditions hydrauliques (débits : 0.08, 0.20 et 0.36 m³/s; vitesse moyenne d’écoulement : 0.73, 0.97 et 1.37 m/s). Une application semi-automatisée a été utilisée afin de numériser les trajectoires des poissons à une haute résolution spatiale et temporelle. Une caractérisation fine des conditions d’écoulement et la numérisation des trajectoires a permis de calculer différentes métriques du comportement spatial telles que les vitesses instantanées au sol et de nage, les vitesses d’écoulement des trajectoires, le nombre ainsi que la durée des arrêts. Des mesures standardisées effectuées à proximité du ponceau ont également permis de documenter la personnalité de l’omble de fontaine. L’analyse des trajectoires des poissons montre que plutôt que de franchir le ponceau en nageant de façon continue, les poissons ont adopté une nage ponctuée d’arrêts à des endroits stratégiques et de durée variable. Les poissons ont également nagé à des vitesses inférieures à la vitesse moyenne d’écoulement de l’eau dans la conduite. Les résultats suggèrent également que la personnalité n’affecte pas le comportement de nage observé dans le ponceau. Cette étude ne supporte pas l’hypothèse selon laquelle les poissons franchissent un ponceau en nageant contre une vitesse moyenne sans s’arrêter et jette un éclairage nouveau sur le comportement spatial des poissons dans les ponceaux. La méthodologie innovante élaborée dans cette étude pourrait également améliorer la compréhension du comportement spatial des poissons dans d’autres contextes écohydrauliques.

Abstract

Some structures like culverts can restrict or impede fish movement in rivers. Models used to predict fish passage performance in culverts assumed that fish swim continuously against the mean flow velocity. However, predictions from those models do not reflect observations of fish passage performance under real conditions. The objective of this study was to document spatial behavior of brook trout (Salvelinus fontinalis) when they ascent a culvert and identify behaviors likely to help fish to cross it. Spatial behavior of brook trout was documented using video recording and near-infrared illumination under three hydraulic conditions (discharge: 0.08, 0.20 et 0.36 m³/s; mean velocity: 0.73, 0.97 et 1.37 m/s). A semi-automated image analysis was used to digitize the fish paths at high spatial and temporal resolution. A fine characterization of hydraulic conditions and ascent path of fish allowed calculation of various spatial behavior metrics including instantaneous ground and swimming speed, velocity selected by brook trout as well as number and duration of stops in forward progression. Ascent path analysis show that fish did not adopt a continuous forward progression but rather exhibited stops of various duration. Brook trout also selected velocities lower than the mean cross-sectional flow velocity. The results suggest that spatial behavior during culvert ascent is not affected by fish personality. This study does not support the hypothesis that fish swim continuously against the culvert’s mean cross-sectional velocity and shed a new light on fish spatial behavior in culvert. The innovative methodology developed in this study could also improve knowledge about fish spatial behavior in other ecohydraulic contexts.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Bergeron, Normand
Co-directeurs de mémoire/thèse: Aubin-Horth, Nadia
Mots-clés libres: comportement spatial; ponceau; omble de fontaine; hydraulique; personnalité; spatial behavior; culvert; brook trout; hydraulic; personality
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 27 mars 2018 15:59
Dernière modification: 13 avr. 2018 14:54
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/6846

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