Turbines hydrocinétiques : comment réagissent les truites ?

Les turbines hydrocinétiques produisent de l’électricité à partir du courant sans imposer nécessairement une grande retenue. Leur multiplication dans les rivières ou les canaux pose néanmoins une question concrète : comment un poisson réagit-il lorsqu’il rencontre les pales et le sillage d’un appareil en fonctionnement ? Une étude publiée dans Scientific Reports apporte des données expérimentales chez la truite arc-en-ciel juvénile. Dans un canal de laboratoire, les poissons ont continué à franchir la zone des turbines et aucun dommage visible n’a été relevé. Leur comportement a toutefois changé selon la configuration du dispositif et selon qu’ils nageaient seuls ou en banc.

Ces résultats sont utiles pour concevoir des essais plus réalistes. Ils ne démontrent pas qu’une turbine grandeur nature est sans risque : l’expérience portait sur de petits modèles, une seule espèce, un seul stade de vie et un environnement très contrôlé.

Cinq configurations testées dans un canal

L’équipe a utilisé 80 truites arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) femelles, triploïdes et juvéniles. Leur longueur totale moyenne était de 67,5 ± 10,7 mm. L’analyse a porté sur 19 bancs de trois poissons et sur 16 poissons testés individuellement.

Les essais se déroulaient dans un canal recirculé de 10 m de long, 1,2 m de large et 0,3 m de haut. La zone filmée mesurait 1,2 × 1,2 m, sous une hauteur d’eau de 0,23 m. La température était maintenue à 14 ± 1 °C. Avec un débit de 53 L/s, la vitesse moyenne du courant atteignait 0,19 m/s.

Les modèles de turbines à axe vertical avaient un diamètre et une hauteur de 0,12 m, avec trois pales droites. Ils occupaient ensemble 25 % de la section transversale du canal, laissant des corridors latéraux. Les chercheurs ont comparé un contrôle sans turbine, une turbine immobile, une turbine en rotation et deux configurations à deux turbines tournant soit dans le même sens, soit en sens opposés. Les rotors fonctionnaient à 59 tours par minute, pour un rapport entre vitesse de bout de pale et vitesse du courant de 1,9.

Après acclimatation, chaque essai durait dix minutes. Une caméra placée au-dessus du canal enregistrait 55 images par seconde. Le suivi vidéo servait à cartographier la position, la vitesse de nage, les phases de repos, la fréquence des battements de queue et les passages entre l’amont et l’aval.

Des passages maintenus, mais une nage modulée

Quelle que soit la configuration, les truites ont passé environ 25 % du temps en amont des turbines et 75 % en aval. La présence ou la rotation des appareils n’a donc pas supprimé l’utilisation de la zone amont. Le nombre de passages n’a pas diminué de manière générale ; il a même augmenté dans l’une des configurations à deux turbines tournant dans le même sens.

Cette absence d’évitement complet ne signifie pas que le comportement est resté identique. Avec deux turbines, les poissons ont passé en moyenne 123 secondes — soit 20,5 % des dix minutes — dans le proche sillage. Cette région située immédiatement en aval présente des vitesses plus faibles et une turbulence structurée par les rotors.

La fréquence des battements de queue apporte un autre indice. Dans le contrôle, elle était globalement 14,6 % plus élevée que dans plusieurs configurations avec turbines en fonctionnement. Dans le lointain sillage, sa moyenne atteignait 4,9 Hz pour les traitements avec rotation. Chez les bancs exposés à deux turbines, elle était environ 21 % plus faible que dans le contrôle et les situations à une turbine. Les auteurs interprètent ces différences comme un possible ajustement à des zones où le poisson peut réduire son effort, et non comme la preuve directe d’une économie d’énergie mesurée.

Le comportement social modifiait aussi la réponse. Dans la comparaison avec une turbine unique, les poissons isolés se sont reposés 181 secondes de plus que ceux placés en banc. Tester seulement des individus solitaires aurait donc donné une image incomplète de l’interaction avec l’équipement.

Aucun dommage visible dans l’essai, pas de garantie en rivière

La survie a été de 100 % et aucun poisson ne présentait de blessure visible après les essais. Les contacts avec les pales étaient rares et aucun choc significatif n’a été rapporté. Ce constat est rassurant dans les conditions précises de l’expérience, mais sa portée doit rester strictement délimitée.

Les turbines ne mesuraient que 12 cm. Leur sillage, leur vitesse périphérique et les pressions associées ne reproduisent pas toutes les caractéristiques d’un appareil à l’échelle d’un site. Le canal était rectiligne, peu profond et débarrassé des obstacles, variations de débit, gradients thermiques et refuges d’un cours d’eau. Les poissons disposaient de passages latéraux et n’étaient pas contraints de traverser le rotor.

L’étude concernait en outre des femelles triploïdes juvéniles d’une espèce réputée performante en nage. Une larve, un grand adulte, un poisson benthique ou une espèce moins rhéophile peuvent répondre autrement. Les dix minutes d’observation renseignent sur une interaction immédiate, pas sur l’attraction, l’évitement, la fatigue ou les conséquences cumulées d’expositions répétées. Enfin, la fréquence des battements de queue et le repos décrivent le comportement ; ils ne remplacent ni une mesure métabolique, ni des marqueurs physiologiques de stress.

Ce que cela change pour l’évaluation environnementale

L’expérience montre d’abord qu’un comptage des collisions ne suffit pas. Une évaluation devrait associer le passage à une cartographie fine des trajectoires, du temps passé dans chaque zone hydrodynamique, des vitesses de nage et des comportements de repos. La comparaison entre turbine immobile et turbine en rotation est essentielle pour séparer l’effet d’un obstacle de celui du mouvement des pales et du sillage.

Elle montre ensuite que l’unité expérimentale compte. Les essais individuels facilitent le suivi, mais ils peuvent modifier fortement le repos et l’exploration. Lorsque l’espèce forme des groupes, des essais en banc sont nécessaires, avec une analyse adaptée à la dépendance entre poissons. La taille, le stade de vie, la température, la vitesse du courant, la profondeur et les dimensions du rotor doivent être rapportés afin de rendre les résultats comparables.

Pour un projet de terrain, ces données invitent à conserver des voies de contournement et à caractériser les zones de faible vitesse créées en aval. Elles justifient aussi une progression par étapes : essais hydrodynamiques, observations comportementales sur plusieurs espèces et classes de taille, puis suivi in situ aux débits représentatifs. Un résultat favorable sur des truites juvéniles en laboratoire ne dispense ni d’une étude d’impact locale, ni d’une surveillance après installation.

Vetofish peut contribuer à construire un protocole associant comportement, hydrodynamique et état sanitaire des poissons. L’objectif n’est pas seulement de vérifier qu’un animal survit au passage, mais de déterminer s’il peut circuler sans dépense excessive, désorientation, blessure ou modification durable de son utilisation de l’habitat.

Références

• Sonnino Sorisio, G., Müller, S., Wilson, C. A. M. E., Cable, J., Ouro, P. et al. (2026). “Impact of hydrokinetic turbines on rainbow trout behaviour.” Scientific Reports, 16, 13652. https://doi.org/10.1038/s41598-026-43568-8
• Sonnino Sorisio, G. et al. (2026). Données sources associées à l’étude, Mendeley Data, version 1. https://doi.org/10.17632/xmrptb6mjw.1