Description technique du matériel de télémétrie

Description technique du matériel de télémétrie 

Antennes et récepteurs radio 

Le matériel utilisé pour localiser les émetteurs radios implantés dans les poissons provient de la firme canadienne Sigma Eight. Il s’agit de récepteurs radios de type « Orion » (Figure 2), pouvant enregistrer les signaux radios perçu par une antenne connectée, sur une fréquence très spécifique (dans une gamme de fréquence autour de 150 MHz), ainsi que la force du signal et le code de celui-ci, pour permettre de distinguer plusieurs émetteurs utilisant la même fréquence. Les signaux radio se propagent très bien dans l’air, mais nettement moins dans l’eau où ils sont rapidement atténués. Pour cette raison, ils sont préalablement amplifiés au niveau de l’antenne pour maximiser la probabilité de détecter les émetteurs, avant d’être atténués au niveau du récepteur afin de faciliter le processus de filtrage et de les distinguer des bruits électromagnétiques ambiants.

Dans le cadre de ce suivi, nous avons utilisé deux types d’antennes :
• Des antennes aériennes (Figure 3), aussi connues sous le nom d’antennes Yagi. Celles-ci sont placées sur la berge et couvrent une large zone de détection autour de l’antenne, pouvant s’étendre à plusieurs centaines de mètres dans certains cas. L’avantage de ces antennes étant la facilité d’installation. Néanmoins, leur portée importante ne permet pas une grande précision.
• Des antennes subaquatiques (Figure 3), conçues en atelier par Profish.

Emetteurs radio 

Dans le cadre de ce projet, nous avons choisi de travailler avec des émetteurs radios (Figure 4) commercialisés également par la firme Sigma Eight. Le petit émetteur de forme cylindrique est encapsulé dans une résine biocompatible et pèse approximativement 0,8 g, pour des dimensions de 17 mm x 7 mm x 5,5 mm. Il est prolongé par un fin câble métallique. Cette partie, qui sert d’antenne pour la transmission du signal, reste externe après implantation du tag dans le poisson. Chaque émetteur radio a été préalablement activé et testé pour garantir son bon fonctionnement. La configuration du signal émis est d’une pulsation toutes les 3 secondes. Les fréquences radios choisies pour cette étude furent 150.720 ; 150.740 et 150.780 MHz. Ces fréquences avaient été identifiées comme relativement épargnées par des bruits parasites lors d’une visite préliminaire sur chaque site .

Alimentation électrique des appareils

Les récepteurs sont alimentés via une batterie 12 Volts 75Ah, ellemême rechargée en permanence via une alimentation sur le secteur 220V volts(Figure 5). Ce montage permet de disposer d’une source d’alimentation fiable et continue, qui ne nécessite pas de changer régulièrement les batteries. En cas de coupure de courant, le système reste autonome pour une durée approximative d’environ 48h pour les récepteurs des secteurs Nessonvaux, Fraipont, Liège, des stations aval de Trooz et Chaudfontaine. L’autonomie est d’environ 24h pour les stations amont de Trooz et Chaudfontaine, où respectivement 2 et 3 récepteurs sont alimentés sur la même batterie.

Téléchargement des données et maintenance du système 

Un relevé a été effectué sur chaque récepteur tous les quatre à six jours. Les données ont été sauvegardées sur carte SD et sur ordinateur. En raison de leur volume, les données des récepteurs sont également téléchargées à des intervalles très réguliers et une copie est sauvegardée sur le serveur de Profish Technology. Dans l’ensemble, tous les récepteurs ont fonctionné sans interruption et aucun dysfonctionnement n’a été repéré. Néanmoins, le 11 mai les récepteurs R05 et R06 (secteur Trooz) ont cessé de fonctionner, ce qui est certainement dû à une panne de l’alimentation électrique. Il est difficile de déterminer la période d’arrêt car les bruits parasites sont peu nombreux sur ce site et la majorité des smolts avait déjà traversé ce secteur. De plus, le 8 mai, le récepteur R01 (secteur Chaudfontaine) était en pause pour le téléchargement des données durant la période d’arrivée du smolt #157. Cependant, cela a peu d’incidence sur l’étude car cet individu est resté sur le site jusqu’au lendemain.

Description technique des points de contrôle

Secteur Nessonvaux

Sur ce site, deux antennes radios aériennes ont été utilisées (Figure 6). La première (R11) est placée en rive droite et dirigée vers l’aval. Elle a pour objectif de détecter les smolts qui se trouvent dans la zone amont du barrage. La deuxième (R12) est installée en rive droite et dirigée vers l’amont. Celle-ci permet de détecter les smolts ayant franchi le barrage (photographies en Annexe 11.1).

Secteur Fraipont 

Sur ce site, deux antennes radios aériennes ont été utilisées (Figure 7). La première (R09) est située en rive gauche et dirigée vers l’aval. Elle a pour objectif de détecter les smolts qui se trouvent dans la zone amont du barrage. La deuxième (R10) est placée à la pointe aval de l’îlot de gauche et dirigée vers l’aval. Elle permet de détecter les smolts ayant franchi le barrage et les différents chenaux possibles .

L’utilisation d’antennes subaquatiques aurait été intéressante pour déterminer les voies empruntées par les smolts. Cependant, pour des raisons financières, le commanditaire n’a pas souhaité recueillir cette information. L’objectif était majoritairement d’évaluer le délai de franchissement de l’ouvrage.

Secteur Trooz

Sur ce site, il s’agit d’un dispositif radio mixte utilisant des antennes aériennes et subaquatiques (Figure 8). La première antenne aérienne (R05) est située en rive droite et dirigée vers l’aval. Elle a pour l’objectif de détecter les smolts qui se trouvent dans la zone amont du barrage. La deuxième (R08) est située en rive gauche et dirigée vers l’amont. La première antenne subaquatique (R06) est placée à l’entrée du canal de dérivation alimentant la centrale hydroélectrique. Elle permet de détecter les smolts entrant dans le canal, ou se situant à proximité de l’entrée. La deuxième (R07) se situe à l’entrée de la centrale. Elle a pour objectif de confirmer le passage du smolt dans le canal de dérivation .

L’interprétation se fera également par déduction. En effet, si un smolt a été détecté par R05 et R08 mais pas par R06 et R07, cela signifie qu’il a utilisé le barrage comme voie de passage. S’il est détecté par les quatre antennes, cela signifie qu’il a emprunté le canal de dérivation.

Secteur Chaudfontaine 

Sur ce site, un dispositif plus complexe a été installé afin de pouvoir obtenir des données comportementales plus précises sur les mouvements des poissons. 5 antennes radios ont donc été installées (Figure 9) : 2 antennes aériennes (R01 & R04) placées en rive droite, respectivement à l’amont et à l’aval du barrage, ainsi que 3 antennes subaquatiques. La première (R02) est située à l’entrée de la turbine. La deuxième (R03) est en fait composée de trois antennes combinées situées à différents niveaux (entrée, milieu, sortie) de la passe à poisson. La troisième (R14) a été installée plus tardivement (9 avril 2020) à la sortie de la turbine .

L’antenne aérienne amont (R01) exerce probablement un recouvrement de détection par rapport aux antennes subaquatiques (R02, R03 et R14). Cela n’a pas d’incidence sur l’étude puisque les antennes subaquatiques ont un champ de détection plus réduit. Un smolt détecté par R02 et R14, ou R03, et par R01 se trouve donc forcément à proximité de la turbine ou dans la passe à poisson.

Résultats – Approche par site

La période de collecte des données des stations radios s’est étendu du 31 mars 2020, date du premier déversement, jusqu’au 15 mai 2020. Dans cette partie, nous analyserons les résultats via une approche par site d’étude, en procédant à une estimation de différents paramètres :
• Le taux de détection par lâcher, par lot et par site
• Le taux de franchissement par site
• Le délai de franchissement moyen par site
• Le taux d’utilisation de voie de passage par site .

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Table des matières

1. Présentation de l’organisme
2. Introduction
2.1. Objectifs du projet
2.2. Localisation des ouvrages étudiés
2.3. Durée de l’étude
3. Description technique du matériel de télémétrie
3.1. Antennes et récepteurs radio
3.2. Emetteurs radio
3.3. Alimentation électrique des appareils
3.4. Téléchargement des données et maintenance du système
4. Description technique des points de contrôle
4.1. Secteur Nessonvaux
4.2. Secteur Fraipont
4.3. Secteur Trooz
4.4. Secteur Chaudfontaine
4.5. Secteur Liège
5. Protocole de capture et marquage
5.1. Généralités
5.2. Première campagne de marquage – 31/03/2020
5.3. Deuxième campagne de marquage – 07/04/2020
5.4. Troisième campagne de marquage – 15/04/2020
5.5. Quatrième campagne de marquage – 20/04/2020
6. Résultats – Approche par site
6.1. Introduction
6.2. Définitions et méthodes de calcul
6.2.1. Taux de détection
6.2.2. Taux de franchissement
6.2.3. Délai de franchissement
6.2.4. Taux d’utilisation de voie de passage
6.2.5. Limites de la méthode
6.3. Nombre de poissons détectés par le système
6.4. Résultats pour le secteur Nessonvaux
6.4.1. Récapitulatif des poissons déversés à l’amont
6.4.2. Estimation du taux et du délai de franchissement
6.5. Résultats pour le secteur Fraipont
6.5.1. Récapitulatif des poissons déversés à l’amont
6.5.2. Estimation du taux et du délai de franchissement
6.6. Résultats pour le secteur Trooz
6.6.1. Récapitulatif des poissons déversés à l’amont
6.6.2. Estimation du taux et du délai de franchissement
6.6.3. Taux d’utilisation de voie de passage
6.7. Résultats pour le secteur Chaudfontaine
6.7.1. Récapitulatif des poissons déversés à l’amont
6.7.2. Estimation du taux et du délai de franchissement
6.7.3. Taux d’utilisation de voie de passage
6.8. Résultats pour le secteur Liège
6.8.1. Récapitulatif des poissons détectés
6.8.2. Délai d’arrivée
7. Résultats – Approche globale
8. Discussion
8.1. Validité de la méthode
8.2. Franchissements des ouvrages
8.3. Impact des conditions hydrauliques et de température
8.4. Variabilité des comportements
8.5. Impact d’un ouvrage intermédiaire
9. Conclusion

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