Dépouillement des vidéos et traitement des données

Les mouvements de base effectués par les poissons entre les bassins 2, 3 et 4 ont été utilisés pour caractériser les déplacements. Ces mouvements caractérisent les passages des poissons à travers les fentes du bassin 3 (Cornu et al., 2012). Lorsqu’il s’agit d’une montaison, les franchissements des fentes aval et amont sont identifiés respectivement par les lettres A et B. En dévalaison, le franchissement de la fente amont est identifié par la lettre C et celui de la fente aval par D.

L’enchaînement dans le temps de ces différents mouvements permet de définir différents scénarios (Figure II-32) :

 AB : le poisson franchit le bassin en montaison,

 AD : le poisson accède au bassin 3 par la fente aval et dévale par cette même fente,  AE : le poisson accède au bassin 3 par la fente aval et reste dans celui-ci jusqu’à la fin de

l’enregistrement,

 CB : le poisson accède au bassin 3 par la fente amont puis accède au bassin 2 par cette même fente,

 CD : le poisson franchit le bassin 3 en dévalaison,

 CE : le poisson accède au bassin 3 par la fente amont et y reste jusqu’à la fin de l’enregistrement.

À partir de l’analyse des vidéos, les temps de séjour dans le bassin 3 et les temps de stabulation des poissons dans les zones de repos ont été chronométrés. De même, les scénarios et les trajectoires suivis par les poissons ont été notés.

Au total, les campagnes d’essais ont généré près de 240 h d’enregistrement.

79 II.4.3.a Indices généraux de franchissement.

- Efficacité totale

Le paramètre principal pour comparer les différentes configurations est l’efficacité totale en montaison pour le bassin 3 (Efftot). Il est défini comme étant le nombre de poissons se retrouvant en amont du bassin 3 à la fin du test par rapport au nombre de poissons placés dans le bassin 5 au début du test (eq.II-21).

𝐸𝑓𝑓_𝑡𝑜𝑡(%) =^{𝐴𝐵 − 𝐶𝐷 − 𝐶𝐸}

𝑁_𝑡𝑜𝑡 ^(eq.II-21)

- Franchissement total

Un autre paramètre utilisé est le franchissement total (FT). Il donne le nombre de poissons ayant accédé au bassin 3 par rapport au nombre total d’individus (eq.II-22).

𝐹𝑇(𝑎𝑐𝑐è𝑠/𝑖𝑛𝑑) =^{𝐴𝐵 + 𝐴𝐷 + 𝐴𝐸}

𝑁_𝑡𝑜𝑡 ^(eq.II-22)

- Indice de dévalaison

Une quantité non négligeable de poissons franchissant une fente en montaison la réemprunte ensuite dans le sens contraire.

L’indice de dévalaison (ID) est le rapport entre le nombre de poissons qui franchissent une fente du bassin 3 en dévalaison et le nombre de poissons qui la franchissent en montaison (eq.II-23).

𝐼𝐷(%) =^{𝐶 + 𝐷}

𝐴 + 𝐵 ^(eq.II-23)

- Indice d’Activité

L’indice d’activité (Mouv) est défini par le rapport entre la somme des mouvements de base effectués par les poissons (nombre de franchissement de fentes) et le nombre total de poissons (eq.II-24).

𝑀𝑜𝑢𝑣 =^{𝐴 + 𝐵 + 𝐶 + 𝐷}

𝑁_𝑡𝑜𝑡 ^(eq.II-24)

Cet indice est exprimé en mouvements entre bassins par individu (mvt/ind). II.4.3.b Caractérisation du comportement

- Temps de séjour

Pour calculer le temps passé par chaque poisson dans le bassin 3, des critères ont été définis pour assurer la reproductibilité des mesures de temps. Le début de la mesure commence dès qu’une partie du poisson est rentrée dans le bassin 3. Elle s’arrête dès que le poisson est complétement sorti du bassin.

La fréquence d’enregistrement du caméscope étant de 25 Hz, l’erreur qui peut être commise sur la mesure du temps de séjour est d’au maximum 0,08s (2/25).

Les poissons qui n’ont pas quitté le bassin avant la fin de l’enregistrement (scénario AE et CE) n’ont pas été pris en compte.

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Il existe des zones, dans lesquelles les poissons sont susceptibles d’adopter une nage stationnaire. Ces zones sont appelées zones de stabulation. Leur position et leur taille varient en fonction de la configuration de l’écoulement.

Pour l’analyse de l’utilisation de ces zones et du temps passé dans chacune d’elles, il a été nécessaire de définir le moment à partir duquel un poisson est considéré en situation de nage stationnaire dans une zone de stabulation. En l’occurrence, dès qu’un poisson restait plus de 5s dans une zone de stabulation, il était considéré comme étant en situation de repos. La zone 0 n’est pas une zone de stabulation, elle correspond à une zone où les grandeurs cinématiques de l’écoulement sont les plus importantes (Tarrade, 2007). Elle a été prise en compte dans l’étude des trajectoires seulement lorsqu’un poisson ne passait par aucune des autres zones lors de son passage dans le bassin 3.

II.4.3.c Analyses statistiques

Pour utiliser des tests statistiques paramétriques tels que l’analyse de variance (ANOVA) ou le

test t de Student à deux échantillons qui permettent de déterminer si les échantillons sont

significativement différents ou non, deux critères doivent être vérifiés. En effet, ces deux tests se basent sur deux hypothèses fortes : la normalité et l’homoscédasticité (variances identiques) des échantillons. Il convient donc, avant de les utiliser, de vérifier que ces deux hypothèses ne sont pas violées. La normalité des échantillons a été vérifiée avec le test de Kolmogorov-Smirnov pour les échantillons de grandes tailles (N>50) et avec le test de Shapiro-Wilk pour les échantillons de petites tailles (N<50) (Devos, 2012). Quant à l’homogénéité des variances, le test de Brown-Forsythe a été utilisé, considéré plus robuste que le test de Levene (Statsoft, 2015). Le test t de Student à deux échantillons a été utilisé quand le nombre de groupes à comparer était égal à deux, le test ANOVA lorsque le nombre de groupes était supérieur.

Si les conditions d’homoscédasticité et de normalité ne sont pas présentes, d’autres tests qui ne se basent pas sur les hypothèses de distribution d’échantillon peuvent être utilisés (tests non paramétriques).

Les tests non paramétriques ont été utilisés dans les cas suivants (iPLESP, 2015) :

- Kruskal-Wallis : nombre de groupes supérieur à 2, échantillons indépendants, distribution non normale des échantillons, égalité des variances.

- Mann-Whitney : nombre de groupes égal à 2, échantillons indépendants, distribution non normale des échantillons, égalité des variances.

- Test t de Welch : distribution normale des échantillons, échantillons indépendants, inégalité des variances.

II.5 Conclusion

Dans ce chapitre, les moyens expérimentaux et les outils d’analyse utilisés pour mener ce travail de thèse ont été décrits. L’objectif de l’approche expérimentale est d’étudier l’influence de trois dispositifs (les seuils, les macro-rugosités et les structures souples) insérés dans la passe à poissons, à la fois d’un point de vue hydraulique et biologique. Tout d’abord, les caractéristiques du montage expérimental ainsi que celle des trois dispositifs étudiés ont été présentées. Dans un second temps, une description du processus d’acquisition des hauteurs d’eau effectuées à l’aide de sondes acoustiques dans chacun des bassins a été proposée, ainsi que la démarche d’obtention du coefficient de débit et de son incertitude associée. Le principe de fonctionnement du vélocimètre acoustique à effet Doppler (ADV), utilisé pour l’acquisition des profils de vitesse ainsi que pour la mesure de la topologie de l’écoulement, a été brièvement rappelé. La position de chaque profil en fonction de la configuration étudiée, et les conditions de mesures de la topologie ont ensuite été précisées. La dernière partie de ce chapitre est tout d’abord consacrée à la présentation des modifications qu’il a été nécessaire d’apporter à

81 l’installation expérimentale pour réaliser les tests biologiques. Le protocole expérimental suivi au cours des manipulations, les configurations étudiées et les différentes espèces de poissons utilisées ont été détaillés. Les grandeurs déduites des analyses des vidéos, acquises pendant les tests, ont ensuite été présentées. Enfin, les conditions d’utilisation des différents tests statistiques sur ces grandeurs ont été décrites.

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