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Cattanéo Franck

Cattanéo Franck

Professeur HES ordinaire

Compétences principales

Ecologie aquatique

Ecohydrologie / Ecohydraulique

Biostatistiques

Ichtyologie

Débits environnementaux

Gestion sédimentaire

  • Contact

  • Enseignement

  • Recherche

  • Publications

  • Conférences

Contrat principal

Professeur HES ordinaire

Téléphone: +41 22 558 56 83

Bureau: C2

Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève
Rue de la Prairie 4, 1202 Genève, CH
hepia
Domaine
Chimie et sciences de la vie
Filière principale
Gestion de la nature

Je suis écologue, spécialisé sur les milieux aquatiques, et plus principalement sur le groupe des poissons. Mes thématiques de recherche s'articulent autour de la gestion durable de la ressource en eau, et visent à 1) comprendre les réponses biologiques et physiques aux altérations des régimes hydrologiques et de la connectivité associés à différents usages de l'eau (hydroélectricité, irrigation...), 2) développer des méthodes de suivi permettant l'évaluation des impacts de différentes opérations de gestion (sédimentaires, hydrologiques) et 3) proposer et évaluer des actions de restauration des écosystèmes et des pratiques de gestion plus soutenables. Nos partenaires sont des insitutions de recherche suisses et étrangères, des autorités de gestion ou de surveillance des milieux aquatiques (services cantonaux & fédéraux, Agence de l'eau Rhône Méditerranée Corse, Office français de la biodiversité...) et des industriels de l'énergie (SIG, EDF, CNR...).

 

 

Franck Cattanéo, Dr

Institut Terre - Nature - Paysage

Groupe Ecologie et Ingénierie des Systèmes Aquatiques

Hepia, Route de Presinge 150, CH-1254 Jussy

Tél. +41 (0)22 558 56 83

Mail : franck.cattaneo@hesge.ch

BSc HES-SO en Gestion de la nature - Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève
  • Concepts et Méthodes en Ecologie
  • Méthodes d'étude de la faune
  • Ecologie et gestion des espèces animales aquatiques
  • Ecologie des Communautés et des Populations
  • Etude bibliographique et méthodologique

En cours

Programme de soutien au dépôt de projets liés à l'obtention de fonds de tiers ; Prime Agence de l'eau - RHONECO.
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : Programme de soutien au dépôt de projets liés à l'obtention de fonds de tiers ; Prime Agence de l'eau - RHONECO.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck

Partenaires académiques: HEPIA inTNP

Durée du projet: 04.06.2024 - 31.12.2025

Montant global du projet: 15'000 CHF

Statut: En cours

Suivi écologique de la restauration du Rhône.
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: CNR; FNS - Charges sociales; HEPIA inTNP; Agence de l'eau Rhône Méditerranée Corse; HEPIA inTNP

Description du projet : L'observatoire scientifique de la restauration du Rhône (RhônEco) fait suite au suivi mis en place dans le cadre du programme décennal de restauration hydraulique et écologique du Rhône lancé en 1998, et constitue avec l'Observatoire des Sédiments du Rhône (OSR, 2009) l'un des programmes fédérateurs animés par la Zone Atelier Bassin du Rhône (ZABR) dans le cadre du Plan Rhône-Saône (http://www.planrhone.fr). RhônEco est un programme de recherche dont l'objectif central est d'évaluer et prédire les effets des projets de restauration écologique mis en 'uvre sur le Rhône. Il s'appuie sur un suivi (monitoring) dédié à cette problématique. Les opérations de restauration concernées sont (1) l'augmentation des débits réservés, (2) la réhabilitation physique des lônes (bras alluviaux), et plus récemment (3) le démantèlement des marges alluviales (reconnexions de casiers, élargissements du chenal) et (4) les recharges sédimentaires. RhônEco a une dimension d'observatoire écologique sur le temps long et contribue à la gestion de l'écosystème fluvial. Les objectifs principaux du programme sont d'analyser les effets écologiques de la restauration et de les replacer dans le contexte de changements globaux rapides actuels. Il s'agit aussi d'évaluer la capacité des équipes scientifiques à prédire les effets et de contribuer ainsi à la définition du potentiel écologique du fleuve. Les suivis réalisés dans le cadre de RhônEco ont débuté avant les opérations de restauration, de manière à établir des états initiaux indispensables à évaluation des effets de la restauration. Le programme est aujourd'hui mis en 'uvre sur 9 secteurs aménagés entre la Suisse et la Méditerranée (Chautagne, Belley, Brégnier-Cordon, Miribel, Pierre-Bénite, Péage-de-Roussillon, Baix-Logis-Neuf, Montélimar et Donzère-Mondragon). RhônEco engage une nouvelle phase de recherche sur les 5 années qui viennent (2024-2028). Ce nouveau programme s'articule autour des objectifs répartis dans 5 axes de travail : - Axe 1 - Comprendre les réponses biophysiques à la restauration des habitats - Axe 2 - Comprendre les effets des déterminants environnementaux sur les cycles de vie des populations dans les secteurs restaurés ; - Axe 3 - Comprendre les effets de la restauration sur la structuration des communautés ; - Axe 4 - Evaluer le rôle de la restauration sur le fonctionnement écologique de l'hydrosystème ; - Axe 5 - Anticiper les effets de la restauration par des modèles prédictifs. RhônEco implique les établissements publics à caractère scientifique et technologique suivants, représentés au sein de son Conseil Scientifique : - le laboratoire Environnement, Ville, Société (EVS/CNRS - UMR 5600) ; l'unité de recherche RiverLy - Fonctionnement des Hydrosystèmes (INRAE) ; l'unité de recherche LESSEM - Laboratoire Ecosystèmes et Sociétés En Montagne (INRAE) ; l'unité de recherche RECOVER - Risques, ECOsystèmes, Vulnérabilité, Environnement, Résilience - le Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturel et Anthropisé (LEHNA/CNRS - UMR 5023) ; HEPIA - Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Ercole Giorgia , Caneparo Marcello , Trinchan Dominique , Cattanéo Franck , Prunier Patrice , Valenti Elias , Fahy Julie , Demierre Eliane , Mörch Fabienne

Durée du projet: 01.01.2024 - 31.12.2029

Montant global du projet: 1'088'050 CHF

Url du site du projet: https://www.rhoneco.fr

Statut: En cours

Terminés

Programme de soutien au dépôt de projets liés à l'obtention de fonds de tiers ; Prime Horizon EU - SWANNET.
AGP

Rôle: Collaborateur/trice

Requérant(e)s: HEPIA inTNP

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : Programme de soutien au dépôt de projets liés à l'obtention de fonds de tiers ; Prime Horizon EU - SWANNET.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck , Boissezon Aurélie , Oertli Beat

Partenaires académiques: HEPIA inTNP

Durée du projet: 05.06.2024 - 31.12.2025

Montant global du projet: 7'500 CHF

Statut: Terminé

Programme de soutien au dépôt de projets liés à l'obtention de fonds de tiers ; Prime FNS - Water4All.
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : Programme de soutien au dépôt de projets liés à l'obtention de fonds de tiers.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE

Durée du projet: 11.05.2023 - 31.12.2024

Montant global du projet: 7'500 CHF

Statut: Terminé

Programme de soutien au dépôt de projets liés à l'obtention de fonds de tiers ; Prime OFEV - DEVALAISON.
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : Programme de soutien au dépôt de projets liés à l'obtention de fonds de tiers.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE

Durée du projet: 11.05.2023 - 31.12.2024

Montant global du projet: 7'152 CHF

Statut: Terminé

Prime de soutien au montage de projets INTERREG V ' projet "BIORHONE".
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : Prime de soutien au montage de projets INTERREG V ' projet "BIORHONE".

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE

Durée du projet: 29.10.2019 - 31.12.2023

Montant global du projet: 15'000 CHF

Statut: Terminé

Prime de soutien aux professeurs co-directeurs de thèse - Mme Chloé Vagnon / M. Charles Brun.
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : Prime de soutien aux professeurs co-directeurs de thèse - Mme Chloé Vagnon / M. Charles Brun.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE

Durée du projet: 29.10.2019 - 31.12.2023

Montant global du projet: 15'000 CHF

Statut: Terminé

Evaluation des impacts de la chasse 2016 de la retenue de Verbois sur le peuplement piscicole du Rhône genevois.
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: hepia inTNE; SIG - Services Industriels de Genève; hepia inTNE

Description du projet : L'aménagement hydroélectrique du Rhône a fortement perturbé l'hydrologie et le transit sédimentaire. Sur le Rhône genevois, la retenue de Verbois est un véritable piège à sédiments fins, qui doit régulièrement être "nettoyé" afin de garantir la sécurité des bas-quartiers de Genève (Jonction). Les chasses de la retenue de Verbois permettent d'évacuer entre 1 et 3 M m3 de sédiments fins vers l'aval, et les concentrations en MES peuvent alors atteindre > 50 g/l. Les conséquences sur la faune piscicole de ces remises en suspension de sédiments fins sont importantes. Ce projet a pour objectif d'analyser le comportement des poissons durant la phase de chasse, de quantifier la mortalité induite par l'opération, d'évaluer l'nfluence de l'abaissement de la retenue sur la densité de poissons et enfin de suivre la résilience du peuplement de la retenue à moyen terme.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Cattanéo Franck , O'rourke Jane

Durée du projet: 01.04.2016 - 31.12.2020

Montant global du projet: 138'448 CHF

Statut: Terminé

Réponses physiologiques de poissons soumis à différentes concentrations de matières en suspension (MES).
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: CNR Lyon; hepia inTNE; EDF

Description du projet : "La construction de barrages a fortement perturbé le transit sédimentaire des cours d'eau. Les matériaux grossiers sont quasi-systématiquement bloqués, alors que les matériaux fins arrivent encore à transiter. Néanmoins, dans certains cas, les matériaux fins sont également bloqués. C'est le cas de certaines rivières alpines qui transportent une forte charge de matières en suspension (MES), qui se déposent dans la retenue à l'amont du barrage suite au ralentissement de l'écoulement. Selon l'ampleur des dépôts, une gestion active de ces sédiments est nécessaire, qui implique généralement soit des opérations de chasse, soit de dragage. Dans les deux cas, cela revient à remobiliser ces sédiments fins et à les exporter vers l'aval. Les concentrations de MES générées par ces opérations peuvent être importantes, et avoir des conséquences environnementales néfastes sur l'écosystème aquatique, et notamment sur les poissons. Suite à un projet préliminaire (TURBIDIFISH) où un dispositif expérimental a été développé et testé, le présent projet a pour objectif d'évaluer en conditions contrôlées l'effet de différentes concentrations de MES sur des juvéniles de poissons en se basant sur l'évolution de marqueurs physiologiques et des analyses histologiques".

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck , Santos Raphaël , O'rourke Jane

Durée du projet: 01.07.2016 - 31.12.2019

Montant global du projet: 141'441 CHF

Statut: Terminé

Assainissement des ouvrages pour la migration piscicole : Evaluation de l'efficacité de franchissement des usines hydroélectriques sur la Versoix
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: OFEV; DGNP; hepia inTNE; hepia inTNE

Description du projet : "La fragmentation des habitats est une des causes majeures d'altération des écosystèmes et de perte de biodiversité. En milieux lotiques, les aménagements de production hydroélectrique constituent une des principales causes de fragmentation. Sur le plan législatif, le rétablissement de la continuité écologique et la « minimisation » des impacts (altérations hydrologiques, blocage des sédiments, ') d'ouvrages en place apparaissent comme des priorités, pour lesquelles il est urgent d'agir (Directive Cadre Européenne sur l'eau 2000/60/CE, loi fédérale sur la protection des eaux, loi sur la pêche,'). De plus, les eaux de la Versoix abritent deux espèces piscicoles patrimoniales à forte valeur écologique, inscrites sur la liste rouge des poissons de Suisse. L'ombre (Thymallus thymallus) est ainsi considérée comme une `espèce menacée' (selon OLFP), et la forme lacustre de la truite Salmo trutta comme `fortement menacée'. Ces deux espèces présentent également un fort intérêt halieutique. Sur le plan méthodologique, il est nécessaire d'évaluer l'impact généré par les ouvrages avant de proposer des mesures correctives. Par conséquent, ce projet vise à évaluer l'impact de deux ouvrages hydroélectriques (usine de Richelien et de la Vieille-Bâtie) sur la truite et l'ombre sur un cours d'eau emblématique du canton de Genève, la Versoix. Le projet dure 3 ans, de 12.2012 à 11.2015. Ce projet peut être réalisé grâce au matériel de télémétrie et pit-tagging acheté sur Wish-list, et a l'expérience que nous avons acquise dans l'utilisation de ces méthodes."

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Kolter Marius Jean-Edouard , Comte Daniel , Cattanéo Franck , Santos Raphaël , Abegg Christian , Demierre Eliane

Durée du projet: 15.12.2012 - 31.12.2019

Montant global du projet: 203'792 CHF

Statut: Terminé

Développement de marqueurs physiologiques permettant d'évaluer les effets de l'exposition à des matières en suspension (MES) chez les poissons.
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: Fondation Gelbert

Description du projet : La gestion des sédiments fins des cours d'eau par des opérations de chasse de retenue ou de dragage peut générer d'importantes concentrations de MES à l'aval. Celles-ci peuvent avoir des conséquences environnementales néfastes sur l'écosystème aquatique, et notamment sur les poissons. Selon les concentrations et la durée d'exposition, les poissons répondent par des modifications du comportement, mais ces taux de MES peuvent également entrainer des changements physiologiques, voire des impacts histologiques et/ou génotoxiques. Afin de mieux comprendre les effets potentiels des remises en suspension de sédiments fins sur les poissons, le projet SEDIFISH a pour objectif de développer des marqueurs physiologiques permettant d'évaluer le stress subi par une exposition à des MES.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck , Santos Raphaël

Partenaires académiques: hepia inTNE; Cattaneo Franck, hepia inTNE

Durée du projet: 01.01.2017 - 31.03.2019

Montant global du projet: 30'000 CHF

Statut: Terminé

Mécanismes de régulation densité-dépendante chez la truite, suivi 2013
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: Service de la forêt, de la faune et de la nature

Description du projet : Les mécanismes de régulation des populations de truite, notamment aux jeunes stades de vie , soulèvent encore de nombreuses questions. Ce projet vise à mieux comprendre comment s'exerce cette régulation, dans des cours d'eau soumis à des degrés variables de rempoissonnement, en utilisation de la dernière génération de transpondeurs PIT Tags 12mm. Ce projet vise à suivre le devenir des poissons marqués en 2011 par pêches électriques dans 2 cours d'eau vaudois (Brine et Nozon), afin d'adapter les pratiques de rempoissonnement.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE

Durée du projet: 01.01.2013 - 31.12.2017

Montant global du projet: 39'100 CHF

Statut: Terminé

Mouvements migratoires de l'Ombre commun dans le bassin Arve-Rhône genevois
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: OFEV

Description du projet : "L'ombre commun est un Salmonidé autochtone, très prisé par la pêche amateur. Face au déclin de la plupart de ses populations depuis le milieu des années 1980, il est devenu urgent d'établir un dignostic précis de l'état des populations, d'identifier les causes du déclin, et de proposer des mesures de gestion ou conservation appropriées. Dans le bassin Arve-Rhône genevois, l'ombre persiste mais les noyaux de populations sont menacés par la fragmentation des habitats par les ouvrages hydroélectriques, qui ne permettent pas une dispersion optimale des individus. Par conséquent, nos objectifs sont ici de : ' déterminer et localiser les différents habitats utilisés par l'ombre commun au cours d'un cycle annuel ; ' analyser l'effet des variations environnementales (hydrologie et température) sur les déplacements ; ' évaluer l'échelle spatiale de fonctionnement des populations. Le projet débute en mars 2012 pour s'achever en Avril 2013. Il est en lien direct avec le projet Thymallus qui vient de s'achever."

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE; Cattaneo Franck, hepia inTNE

Durée du projet: 01.03.2012 - 31.12.2017

Montant global du projet: 43'295 CHF

Statut: Terminé

Développement d'une méthode de suivi par hydroacoustique des retenues du Rhône genevois.
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: hepia inTNE; COGEFé; hepia inTNE

Description du projet : Les grandes rivières et les grands fleuves sont des milieux particulièrement difficiles à échantillonner, notamment pour la faune piscicole. Les méthodes développées jusqu'alors sont partielles, donnent des indications semi-quantitatives, et nécessitent un effort important. Ce projet vise à tester l'échantillonnage par hydroacoustique sur les retenues du Rhône genevois, à calibrer la méthode (évaluer la variabilité liée à l'échantillonnage), et à évaluer la variabilité saisonnière du peuplement piscicole.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Cattanéo Franck , O'rourke Jane

Durée du projet: 01.05.2015 - 30.06.2017

Montant global du projet: 62'244 CHF

Statut: Terminé

Impact des dragages d'entretien du lit du Rhône sur le peuplement piscicole
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: CNR Lyon

Description du projet : "Les aménagements successifs du Rhône (endiguement, chenalisation, barrages,...) ont fortement perturbé le transit sédimentaire du fleuve. Les dépôts de sédiments fins se créent à la faveur de zones lentiques ou de configurations morphologiques particulières. Selon l'ampleur du dépôt, il peut s'avérer nécessaire d'agir mécaniquement afin de déplacer les matériaux plus en aval. Cela constitue les opérations de dragage ou de curage (dont les champs d'application sont précisés à l'article L-215-15 du Code de l'Environnement). La Compagnie Nationale du Rhône (CNR) utilise pour cela la technique dite de ""dragage à l'américaine"", qui consiste à aspirer le sédiment fin depuis une barge pour le rejeter quelques dizaines ou centaines de mètres vers l'aval. Ainsi remis en suspension, le sédiment génère de la turbidité, peut modifier les paramètres physico-chimiques de l'eau, et peut donc potentiellement avoir un impact sur l'habitat et la faune aquatiques. Actuellement, les normes inter-préfectorales de rejet autorisent une augmentation de turbidité à l'aval du chantier comprise entre 10 et 30 NTU (1 NTU correspondant ' 1 mg/l de MES), selon la valeur observée en amont du chantier. Il cependant difficile de savoir si ces valeurs correspondent réellement à un impact sur le compartiment biologique. Bien que a priori d'une ampleur assez locale, ces opérations de gestion sont courantes et s'effectuent sur l'ensemble du Rhône. Surtout, aucune évaluation précise des impacts résultant de ce type d'opération n'a été réalisée : ceci constitue l'objectif principal de ce projet.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE; Cattaneo Franck, hepia inTNE

Durée du projet: 01.04.2014 - 30.06.2017

Montant global du projet: 59'725 CHF

Statut: Terminé

Relation entre hydrologie et peuplements/populations piscicoles
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: hepia inTNE; ONEMA; hepia inTNE

Description du projet : "Les altérations des débits et régimes hydrologiques entrainent des réponses écologiques pour l'instant encore mal quantifiées. La recherche de relations entre caractéristiques hydrologiques et biologiques est une étape cruciale dans le cadre de la gestion quantitative des débits (""régimes écologiques"", ""débits minimum biologiques"", ""objectifs d'étiages"", ""volumes prélevables"" ') imposée par la LEMA et les SDAGEs, et dont la mise en 'uvre relève de choix multi-critères qui impliquent, entre autres, la connaissance des situations hydrologiques des bassins, leurs caractéristiques hydrauliques, l'état de l'habitat des espèces, la réglementation et les aspects socio-économiques. Pour chaque espèce ciblée, il s'agira de qualifier et de quantifier le rôle de l'hydrologie dans la dynamique de leur population en tenant en compte à la fois les conditions locales d'habitat et des potentiels effets régionaux. Cela permettra de définir des relations générales au niveau national entre hydrologie et indicateurs de populations piscicoles. Pour ce faire, il s'agira d'analyser statistiquement les données issues des réseaux de suivis piscicoles assurés par l'Onema (RHP) en fonction des données hydrologiques de la banque Hydro au niveau des sites peu ou pas influencés par des pressions anthropiques majeures. Les données hydromorphologiques proviendront du réseau Carhyce. Cette action débouchera sur l'acquisition de connaissances qui permettront aux décideurs et gestionnaires de disposer de connaissances opérationnelles lorsqu'il s'agira de prendre en compte la composante piscicole lors de choix relatifs à la gestion quantitative de cours d'eau. Elle participe ainsi à l'objectif 6, du contrat d'objectifs de l'Office national de l'eau et des milieux aquatiques pour les années 2013-2018, adopté par le conseil d'administration en date du 28 mars 2013, signé le 22 juillet 2013."

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck , Santos Raphaël

Durée du projet: 01.09.2014 - 31.12.2016

Statut: Terminé

Suivi des impacts de la vidange du barrage de Verbois : aspects piscicoles
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: SIG; DGNP

Description du projet : "Complément au projet VERBOIS Contexte : Les ouvrages hydroélectriques fonctionnant avec une retenue accumulent généralement des sédiments fins qui, progressivement, comblent le volume du réservoir. La retenue de l'ouvrage de Verbois se remplit très rapidement du fait de la forte charge solide en suspension de l'Arve, impliquant un risque sécuritaire pour le quartier de la Jonction et une baisse de la production électrique. La gestion hydrosédimentaire actuelle repose sur des opérations de vidange de la retenue, qui ont pour but de chasser vers l'aval les sédiment fins accumulés. Objectif : évaluer les impacts de la vidange de la retenue sur les peuplements piscicoles du Rhône genevois, au moyen de méthodes de télémétrie et d'échosondage. Dates : la vidange a été réalisée du 9 au 20 juin 2012, et suivie (projet VERBOIS). Une année complémentaire (2013) de suivi est réalisée (projet VERBOIS_2). Intérêts: Ce projet s'insère dans une thématique phare du groupe EISA, qui concerne la gestion de la ressource en eau, et notamment les problématiques liées aux aménagements hydroélectriques."

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE

Durée du projet: 01.06.2013 - 31.12.2016

Montant global du projet: 38'840 CHF

Statut: Terminé

TEPPES
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: Bureau VIRIDIS Env. SARL

Description du projet : Inventaires piscicoles des étangs des teppes de Verbois dans le cadre du plan de gestion.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck , Demierre Eliane

Partenaires académiques: hepia inTNE; Cattaneo Franck, hepia inTNE

Durée du projet: 01.04.2014 - 31.12.2016

Montant global du projet: 25'715 CHF

Statut: Terminé

Effets des matières en suspensions totales sur la physiologie de deux espèces de poisson du Haut-Rhône.
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: CNR Lyon; hepia inTNE; EDF; hepia inTNE

Description du projet : L'aménagement des fleuves et rivières pour l'hydroélectricité a fortement perturbé le transit sédimentaire. Il est aujourd'hui nécessaire de "gérer" les sédiments, notamment les matériaux fins qui se déposent dans les retenues ou dans des zones à morphologie particulière. Pour cela, des opérations de dragage ou de chasse/vidange de réservoir sont couramment pratiquées. Ces opérations peuvent générer des concentrations élevées de matières en suspension (MES), qui peuvent avoir de nombreuses conséquences néfastes sur les communautés aquatiques, et notamment piscicoles. Ce projet vise à évaluer en conditions contrôlées les effets de différentes concentrations de MES sur la physiologie de jeunes stades de poissons.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck , Santos Raphaël , O'rourke Jane

Durée du projet: 01.05.2015 - 31.12.2016

Montant global du projet: 53'686 CHF

Statut: Terminé

ESPACE Arve & Rhône
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: SIG; Interreg; DGNP; hepia inTNE; SFMCP; hepia inTNE

Description du projet : "La fragmentation des habitats englobe tout phénomène artificiel de morcellement de l'espace, qui peut ou pourrait empêcher un ou plusieurs individus, espèces, populations ou association de ces entités vivantes de se déplacer comme elles le devraient et le pourraient en l'absence de facteur de fragmentation. C'est une des causes avérées d'érosion de la biodiversité. Sur le bassin Arve & Rhône genevois, la fragmentation du milieu aquatique est importante, notamment de par la présence des barrages hydroélectriques. Les objectifs du projet ESPACE sont : - de déterminer les domaines vitaux et les besoins de déplacements d'espèces piscicoles cibles; - de mesurer l'efficacité de franchissement des ouvrages hydroélectriques ; - d'identifier les facteurs de succès ou échec au franchissement; - de proposer un outil d'aide à la décision au gestionnaire afin de prioriser les ouvrages à restaurer. Projet de Mai 2013 à Décembre 2015 - 2.5 ans"

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Cattanéo Franck , Frossard Pierre-André , O'rourke Jane

Durée du projet: 01.05.2013 - 31.12.2015

Montant global du projet: 377'194 CHF

Statut: Terminé

ESPACE Arve & Rhône _ SEUJET
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: SIG

Description du projet : "La fragmentation des habitats englobe tout phénomène artificiel de morcellement de l'espace, qui peut ou pourrait empêcher un ou plusieurs individus, espèces, populations ou association de ces entités vivantes de se déplacer comme elles le devraient et le pourraient en l'absence de facteur de fragmentation. C'est une des causes avérées d'érosion de la biodiversité. Sur le bassin Arve & Rhône genevois, la fragmentation du milieu aquatique est importante, notamment de par la présence des barrages hydroélectriques. Les objectifs du projet ESPACE sont : - de déterminer les domaines vitaux et les besoins de déplacements d'espèces piscicoles cibles; - de mesurer l'efficacité de franchissement des ouvrages hydroélectriques ; - d'identifier les facteurs de succès ou échec au franchissement; - de proposer un outil d'aide à la décision au gestionnaire afin de prioriser les ouvrages à restaurer.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE

Durée du projet: 01.05.2013 - 31.12.2015

Montant global du projet: 19'717 CHF

Statut: Terminé

Symposium for European Freshwater Sciences
AGP

Rôle: Collaborateur/trice

Financement: hepia inTNE; FNS; hepia inTNE

Description du projet : Organisation du Symposium for European Freshwater Sciences, qui aura lieu du 5 au 10 juillet 2015.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck , Rubin Jean-François , Oertli Beat

Durée du projet: 15.12.2014 - 31.12.2015

Montant global du projet: 39'499 CHF

Statut: Terminé

Etude des mécanismes de régulation densité-dépendante chez la truite
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: Service de la forêt, de la faune et de la nature

Description du projet : Les mécanismes de régulation des populations de truite, notamment aux jeunes stades de vie , soulèvent encore de nombreuses questions. Ce projet vise à mieux comprendre comment s'exerce cette régulation, dans des cours d'eau soumis à des degrés variables de rempoissonnement, en suivant précisément la mortalité, la migration et la croissance des alevins. L'utilisation de la dernière génération de transpondeurs PIT Tags, injectés dans l'abdomen des individus, doit permettre d'apporter des éléments de réponse sur la nature des processus biologiques impliqués, et d'adapter les modes de gestion.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck , O'rourke Jane

Partenaires académiques: hepia inTNE; Cattanéo Franck, hepia inTNE

Durée du projet: 01.05.2011 - 31.12.2013

Montant global du projet: 26'880 CHF

Statut: Terminé

Suivi des impacts de la vidange du barrage de Verbois : aspects piscicoles
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: SIG

Description du projet : "Contexte : Les ouvrages hydroélectriques fonctionnant avec une retenue accumulent généralement des sédiments fins qui, progressivement, comblent le volume du réservoir. La retenue de l'ouvrage de Verbois se remplit très rapidement du fait de la forte charge solide en suspension de l'Arve, impliquant un risque sécuritaire pour le quartier de la Jonction et une baisse de la production électrique. La gestion hydrosédimentaire actuelle repose sur des opérations de vidange de la retenue, qui ont pour but de chasser vers l'aval les sédiment fins accumulés. Objectif : évaluer les impacts de la vidange de la retenue sur les peuplements piscicoles du Rhône genevois, au moyen de méthodes de télémétrie et d'échosondage. Dates : la vidange est prévue du 9 au 20 juin 2012. Le suivi va démarrer en Mai 2012 et se poursuivre qu'à mi-2013. Intérêts: Ce projet s'insère dans une thématique phare du groupe EISA, qui concerne la gestion de la ressource en eau, et notamment les problématiques liées aux aménagements hydroélectriques."

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Grimardias David , Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE

Durée du projet: 01.06.2012 - 01.06.2013

Montant global du projet: 50'667 CHF

Statut: Terminé

Evolution du peuplement piscicole de la Durance au niveau de l'usine hydroélectrique de Sainte-Tulle : effet du relèvement du débit réservé.
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: EDF

Description du projet : Conformément aux lois en vigueur (Loi Pêche 1984, Loi sur l'Eau 1992, LEMA 2006), le renouvellement de la concession hydroélectrique de Sainte-Tulle sur la Moyenne Durance (Alpes de Hte-Provence) nécessite un relèvement de la valeur du débit réservé. Une nouvelle valeur a été proposée et instaurée en 2007. Ce projet vise à évaluer les effets de cette augmentation de débit réservé sur la communauté piscicole du cours d'eau en comparant un "état zéro" (3 années de suivi de 2005 à 2007) à un état modifié (de 2007 à 2010). Au terme du projet, un avis devra être émis sur la pertinence de cette valeur de débit réservé, et le cas échéant, une nouvelle valeur devra être proposée. Le projet est prévu pour une durée de 12 mois à partir du 1er mars 2011. Ce projet entre dans les objectifs et missions de l'institut TNE visant à réaliser des diagnostics environnementaux et à jour un rôle d'expert et d'appui à la mise en oeuvre de politiques environnementales. Le partenariat avec le plus gros industriel français de l'électricité est un atout majeur pour la renommée de l'iTNE et du groupe de recherches EISA.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Cattanéo Franck

Partenaires académiques: hepia inTNE

Durée du projet: 01.03.2011 - 01.03.2012

Montant global du projet: 21'010 CHF

Statut: Terminé

2025

Choisir des débits écologiques :
Chapitre de livre ArODES
quels compromis entre usages et milieux ?

Nicolas Lamouroux, Maria Alp, Gaït Archambaud, Hervé Capra, Franck Cattanéo, Sophie Cauvy-Fraunié, Christian Chauvin, Thibault Datry, Maxence Forcellini, Patrick Lambert, Marion Langon, Yann Le Coarer, Mathis Loïc Messager, Pierre Sagnes

Dans Bouarfa, Sami, Montginoul, Marielle, Pelte, Thomas, Sauquet, Eric, Comment partager l’eau en France ? À l’ère de l’anthropocène  (pp. 51-69). 2025,  Versailles, France : Quae

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The effect of seismic air gun shots on physiology and behaviour of fish lake communities
Article scientifique ArODES

Emilie Réalis-Doyelle, Chloé Goulon, Franck Cattanéo, Lucia Di Iorio, Isabelle Domaizon, Anaïs Laurioux, Romane Morati, Antoine Polblanc, Clément Rautureau, Marine Vautier, Jean Guillard

Scientific Reports,  2025, 15, 1, 14648

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Résumé:

Alterations in the acoustic environment owing to anthropogenic sound are recognised as global pollution and strengthening studies in freshwater. This study focuses on the impact of lake seismic surveys on fish. First, we measured individual stress responses, i.e. cortisol levels and oxidative stress, morphological parameters, and stomach contents of juvenile roaches (Rutilus rutilus) captured by trawling prior to and during the seismic survey. Second, using hydroacoustics, we analysed individual fish and school behaviour before, during, and after the shots. We collected environmental DNA (eDNA) and analysed the concentrations of three species to assess their littoral refuge. Finally, using hydroacoustics, we assessed pelagic fish density before, during, and after the shots. We demonstrated that the shots noticeably impacted juvenile roaches, from the molecular and cellular level to individual morphological characteristics. During the seismic shots, changes in school characteristics were observed. At the onset of the seismic survey, a sharp decrease (> 30%) in pelagic fish density was observed, and no increase in fish density in the littoral area was noted for the three species. These responses suggest that sound disturbances due to air gun shots affect fish in multiple ways (physiology, morphology, behaviour, and habitat use) and across multiple biological scales.

Multidecadal trends in brown trout populations in France reveal a decline in adult abundance concomitant with environmental changes
Article scientifique ArODES

Laurence Tissot, Véronique Gouraud, Nicolas Poulet, Hervé Capra, Franck Cattanéo, Anthony Maire

Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences,  2025, 82, 1-13

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Résumé:

Most studies of brown trout (Salmo trutta) populations in headwater streams have focused on the year-to-year variability in recruitment and survival, but only few analyzed long-term trends in trout densities, under both control and regulated flow conditions. Here, we conducted trend analyses of brown trout age class densities on 36 stream reaches over the 1990–2020 period, including reaches located in a bypassed section. We also investigated long-term trends in a panel of key environmental variables (water temperature, stream flow, current velocity, and habitat suitability). We found that annual water temperatures significantly increased by a median of +0.21 °C per decade. Analyses of stream flow revealed only a few significant trends, including a general increase in median values in spring and a general decrease in fall. A significant general decline in adult trout densities was observed, although disparities between geographic areas were highlighted. This decline is likely due to multifactorial effects, including possible interacting factors. Our results highlight the need to maintain and extend long-term monitoring of trout populations, which should be combined with extensive environmental monitoring.

2024

Characterizing the effects of morphological microstructures and hydropeaks on fish stranding in rivers
Article scientifique ArODES

Flora Insulaire, Nicolas Lamouroux, Agnès Barillier, Amael Paillex, Hervé Capra, Franck Cattanéo, Véronique Gouraud

River Research and Applications,  2024, 40, 5, 834-849

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Résumé:

Fish stranding in rivers, due to rapid shoreline dewatering, often occurs during the down-ramping phase of hydropeaks, which enables peak energy production. Multiple hydropeaking characteristics and river morphology influence stranding, but little is known about the effects of riverbed microstructures. Our goal was to identify how the combination of hydropeaking characteristics and the occurrence of morphological microstructures (e.g., puddles and scour pools) influences fish stranding. For this purpose, we used an extensive dataset of fish stranding observations collected over 3 years in spring at 48 sites along a 50 km-long reach of the Ain River, France. We aimed (1) to characterize stranding events and their associated fish assemblages and (2) to identify the spatial and temporal determinants of stranding. The occurrence of morphological microstructures was the main factor explaining fish stranding. Scour pools had a strong impact, followed by scour puddles, humid zones, and alluvial puddles. Then, hydropeaking characteristics interacted with morphology and modulated the intensity of stranding. Low flow ranges (low peak flow and low base flow) occurring after periods without hydropeaks induced ‘salmonid fry’ stranding events and ‘super-stranding’ events (massive stranding of many taxa). Other flow ranges induced ‘regular cyprinid fry’ stranding events. Salmonids were particularly subject to stranding at the beginning of the sampling period. Recommendations are (1) to act in priority on sites where stranding is most likely, by morphological operations or by installing attractive structures in the perennial area and (2) to maintain attractive, perennial habitats in the low flow range of hydropeaks, for example, by increasing base flow.

2022

The vulnerability of whitefish (Coregonus lavaretus) to the invasive European catfish (Silurus glanis) in a large peri-Alpine lake
Article scientifique ArODES

Chloé Vagnon, Franck Cattanéo, Chloé Goulon, Jean Guillard, Victor Frossard

Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences,  2022, vol. 79, no. 11, pp. 1950-1960

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Résumé:

Le lavaret (Coregonus lavaretus) est une espèce exploitée centrale de nombreuses pêches, et la colonisation du silure glane (Silurus glanis) dans des lacs périalpins pourrait constituer une menace émergente pour ce salmonidé. Nous tentons d’évaluer la vulnérabilité du lavaret aux silures dans un lac périalpin français (le lac Bourget) en combinant des analyses du régime alimentaire (méta-codage à barres), des inférences relatives aux liens trophiques issues d’un modèle de niche allométrique (aNM) et l’établissement d’une mesure du risque de prédation dérivée du chevauchement des profondeurs des deux espèces et de la demande énergétique des silures. De l’ADN de lavaret est relevé dans 7 % des intestins de silure, témoignant d’une consommation effective, bien que faible. L’aNM indiquerait que la prédation par les silures (tenant compte de la structure de tailles actuelle de la population) pourrait viser toutes les étapes du cycle biologique du lavaret, bien que les jeunes de l’année (0+, 5–20 cm) pourraient y être les plus exposés. Ces derniers présentent un plus grand chevauchement des profondeurs avec les silures que les autres stades de vie, particulièrement en été, quand la demande énergétique des silures est la plus grande, entraînant un risque global de prédation plus important. Nos résultats font ressortir la consommation effective de C. lavaretus par S. glanis et la variabilité de la vulnérabilité du lavaret en fonction du temps et de l’âge, indiquant que le silure pourrait constituer une nouvelle menace de plus en plus importante pour ce salmonidé dans un contexte de changements planétaires.

Combining food web theory and population dynamics to assess the impact of invasive species
Article scientifique ArODES

Chloé Vagnon, Rudolf P. Rohr, Louis-Félix Bersier, Franck Cattanéo, Jean Guillard, Victor Frossard

Frontiers in Ecology and Evolution,  2022

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Résumé:

The impacts of invasive species on resident communities are driven by a tangle of ecological interactions difficult to quantify empirically. Combining a niche model with a population dynamic model, both allometrically parametrized, may represent a consistent framework to investigate invasive species impacts on resident communities in a food web context when empirical data are scarce. We used this framework to assess the ecological consequences of an invasive apex predator (Silurus glanis) in peri-Alpine lake food webs. Both increases and decreases of resident species abundances were highlighted and differed when accounting for different S. glanis body sizes. Complementarily, the prominence of indirect effects, such as trophic cascades, suggested that common approaches may only capture a restricted fraction of invasion consequences through direct predation or competition. By leveraging widely available biodiversity data, our approach may provide relevant insights for a comprehensive assessment and management of invasive species impacts on aquatic ecosystems.

Ecological connectivity of the upper Rhône River :
Article scientifique ArODES
upstream fish passage at two successive large hydroelectric dams for partially migratory species

David Grimardias, Céline Chasserieau, Morgane Beaufils, Franck Cattanéo

Ecological Engineering,  2022, vol. 178, article no. 106545

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Résumé:

The restoration of migration pathways for fish is crucial for the maintenance of populations in a worldwide context of increasing river fragmentation due to the development of dams. Studies aiming at quantifying fish passage at dams through fishway efficiency estimates concern few species, mostly diadromous. Data are lacking regarding most potamodromous species, despite their need to move to complete their life cycles. This study aimed to evaluate the efficiency of two vertical slot fishways for upstream fish migration on two consecutive run-of-the-river hydropower dams (Verbois and Chancy-Pougny) on the Rhône River. Radiotelemetry and PIT-tagging were used together (1) to describe the behaviour of fish under the dams and (2) to quantify entrance probability and passage efficiency of the fishways, for three potamodromous, partially migratory species, comprising of two cyprinids (Barbus barbus and Squalius cephalus) and one salmonid (Salmo trutta). The study revealed that fish preferentially moved upstream of the dam beside the gates, independently of their opening, rather than in the main flow of the turbines. While the passability of fishways did not differ among species (68% for all species), the attractiveness was dependent on the dam/fishway, the species and some individual characteristics such as fish body length and condition. A few fish remained below the gates or near the fishway for a long time, up to several months, without being able to detect the entrance. Overall, results revealed a lower efficiency of the fishways for trout than for the two cyprinids. Attraction was pointed out as the major limiting factor to the efficiency of the Verbois fishway for barbel and trout. Overall, results suggested to better account for fish motivation (migratory behaviour) to assess fishway efficiency for these species.

The opportunistic trophic behaviour of the European catfish (Silurus glanis) in a recently colonised large peri-alpine lake
Article scientifique ArODES

Chloé Vagnon, Simon Bazin, Franck Cattanéo, Chloé Goulon, Jean Guillard, Victor Frossard

Ecology of Freshwater Fish,  2022, 31, 4, 650-661

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Résumé:

The European catfish (Silurus glanis) recently colonised large peri-alpine lakes where its exploitation of the different lake habitats (i.e. littoral, pelagic and deep benthic) may be supported by interindividual trophic variations fostering its establishment. We investigated the prey and lake habitats supporting S. glanis diet in the largest French peri-alpine lake (Lake Bourget) based on the contents of 231 stomachs combined with 217 individual stable isotope measurements (δ13C and δ15N). The interindividual diet variations in stomachs and isotopes were quantified to identify individual specialisation within the population. The effects of body size on trophic characteristics were also explored. For most individuals, a major reliance on littoral resources was determined based on both stomach contents (86% of prey items) and stable isotopes using Bayesian mixing models (BMMs; 70.3 ± 9.6% contributions of the littoral resources). However, pelagic and deep benthic prey (e.g. whitefish and burbot) were also identified, and BMMs indicated significant contributions of pelagic and deep benthic resources to S. glanis diets (15.8 ± 5.3% and 13.9 ± 5.2% respectively). Interindividual variations based on stomach contents were much higher than those estimated from stable isotopes, supporting an opportunistic trophic behaviour; although the population strongly relied on crayfish, perch and roach. Body size explained a minor fraction of S. glanis trophic characteristics, suggesting that ontogeny does not strongly structure the current population diet. Our results underscore the feeding plasticity of S. glanis, revealing that besides the littoral habitat, this invader exploits resources from all habitats in large peri-alpine lakes (deep benthic and pelagic). Therefore, its establishment in these ecosystems may represent a growing threat to resident species, especially if the population and individual body size increase in the near future.

Inferring the trophic attributes and consequences of co-occurring lake invaders using an allometric niche model
Article scientifique ArODES

Chloé Vagnon, Franck Cattanéo, Jean Guillard, Victor Frossard

Biological Invasions,  2022, 24§, 1661-1676

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Résumé:

Identifying the trophic attributes of co-occurring invaders is a prerequisite to anticipate and mitigate their simultaneous impacts. We used an allometric niche model (aNM) to infer the trophic attributes of a mysid (Hemimysis anomala) and a catfish (Silurus glanis) that recently colonized the largest natural lake in France (Lake Bourget) and we raised the potential consequences of this multispecies invasion on this ecosystem following changes in trophic links in the invaded food web. H. anomala was predicted to mainly rely on primary producers, while S. glanis was expected to experience an ontogenetic change in its trophic attributes (i.e., a diet shift from invertebrate to fish at ~ 90 cm and no more predators at ~ 60 cm). At the whole-lake scale, both invaders would have additive impacts, by competing for resources (diet overlap) with a set of resident species and increasing the trophic vulnerability of fish, invertebrates and primary producers. The trophic link changes caused by the current S. glanis population (i.e., mainly composed of 40–60 cm individuals) and a “future” population (i.e., higher proportion of > 100 cm individuals) suggested an increasing predation pressure on resident fish. In both scenarios, both invaders were also highlighted to be putative prey for resident species, especially H. anomala. The aNM represents a flexible tool for biological invasion management, taking advantage of widely available monitoring data, to identify vulnerable resident species and implement early management actions (e.g. size-based functional controls) when empirical data on invaders are sparse, particularly in the early phases of their colonization.

2021

An allometric niche model for species interactions in temperate freshwater ecosystems
Article scientifique ArODES

Chloé Vagnon, Franck Cattanéo, Chloé Goulon, David Grimardias, Jean Guillard, Victor Frossard

Ecosphere,  2021, vol. 12, no. 3, article no. e03420

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Résumé:

Trophic interactions are central in understanding ecosystem processes and the management of natural ecosystems but are frequently complex to estimate. To address this issue, body size has been shown to be a useful trait to reconstruct species interactions, particularly in aquatic ecosystems. An allometric niche model (aNM) considering body size as a niche trait is proposed to predict trophic interactions in temperate freshwater ecosystems. The aNM calibration was based on 26 ubiquitous freshwater species with known minimal and maximum prey body sizes that permitted the establishment of prey body size ranges for vertebrate and invertebrate consumers. The aNM inferences were validated for 13 empirical freshwater food webs, and the model was applied to an extensive inventory of 474 species (spanning six orders of body size magnitude) from the largest natural French lake (Lake Bourget). This application permitted to strengthen the aNM validation with predator‐prey mass ratio comparisons, predicted diet analyses, and allowed the exploration of the lake food web structure. The aNM provided appreciable intrinsic validity (specificity = 87 ± 12%, sensitivity = 59 ± 29%, accuracy = 81 ± 10%), and departures among inferred and empirical trophic interactions were explained by foraging specificities or limited sampling of stomach contents. In Lake Bourget, 26,037 trophic links were inferred. Predator–prey mass ratios for vertebrates and invertebrates were consistent with those empirically established and were occasionally higher for invertebrates as the aNM considers small prey (e.g., bacteria) as possible resources for invertebrates. The inferred diets for three species selected for their well‐known foraging ecology also revealed plausible outcomes of the aNM. The nested structure of the lake food web was determined by highlighting different topologies among the benthic and the pelagic food sub‐webs and the role of top predator fish in the coupling of both food sub‐webs. Due to the large number of species inventories available worldwide for freshwater ecosystems anchored in the ecological monitoring, the aNM may represent a valuable tool for both ecologists and managers to address complementary facets of applied biodiversity studies (e.g., reconstruct highly resolved food webs, predict pressures on important species or new interactions with invasive species).

2020

Mitigation of ecological impacts on fish of large reservoir sediment management through controlled flushing :
Article scientifique ArODES
the case of the Verbois dam (Rhône River, Switzerland)

Franck Cattanéo, Jean Guillard, Seydina Diouf, Jane O'Rourke, David Grimardias

Science of The Total Environment,  2020, vol. 756, article no. 144053

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Résumé:

Sediment trapping within reservoirs is a worldwide phenomenon which impairs the ecological functioning of upstream and downstream ecosystems. It also reduces reservoir water storage volume, which lessens the services dams provide such as hydropower production or flood control and questions their sustainability. Hydraulic flushing is a widely used operation to recover the reservoir volume, but ecological impacts are massive. Recently, environmental awareness led dam operators to modify their management practices: ‘Controlled Sediment Flushing Operations’ (CSFOs) include environmental objectives in their implementation and are designed to be less harmful for aquatic ecosystems by controlling the flow and Suspended Sediment Concentration (SSC) downstream. However, CSFOs are not yet widespread, their ecological impacts are poorly documented, and comparisons with ‘classical’ flushing operations are unreported. Here, we analysed impacts on fish of the first CSFO of the Verbois reservoir in 2016, both upstream and downstream of the dam, and compared these with those from the empty flushing of 2012 using the same methodology (Grimardias et al., 2017). Time-series of hydroacoustics surveys enabled us to estimate the fish abundance in the reservoir, while radiotelemetry measured movements and apparent survival below the dam for four representative species. The 2016 CSFO lasted 10 days, and released a mean Suspended Sediment Concentration (SSC) of 3.47 g·L−1 (peak = 11.98 g·L−1). The fish density as assessed by the mean acoustic scattering strength SA in the reservoir did not change significantly pre- and post-CSFO, and SA seasonal estimates of year 2016 did not differ from those of 2015 and 2017. The apparent survival estimated from capture-recapture survey of marked fish (N = 118) decreased significantly during the CSFO for all species and differed across species, while the distances moved downstream increased. By comparison with the 2012 empty flushing, the 2016 CSFO allowed fish to remain in the reservoir, while impacts below the dam were mostly behavioural rather than lethal. Overall, despite significant impacts, the CSFO advantageously replaced ‘classical’ flushing from an ecological viewpoint. Provided that an acceptable balance between economical, ecological and technical aspects is found, CSFO can be considered for many reservoirs while accounting for their biological and physical site-specificity.

2019

Similarity in seasonal flow regimes, not regional environmental classifications explain synchrony in brown trout population dynamics in France
Article scientifique ArODES

Benjamin Bergerot, Victor Bret, Franck Cattanéo

Freshwater Biology,  2019, vol. 64, no. 6, pp. 1226-1238

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Résumé:

1. Investigating the variables driving synchrony in populations and the spatial scales at which they operate is worthwhile for both a basic understanding of population dynamics and for management. Various environmental classifications have been developed to group sites according to predefined similarities in abiotic variables (with spatial and/or temporal components) and to explain population dynamics in running waters. These classifications may be useful to managers and decision makers, as studies have shown relationships between time-dependent population variability and environmental classifications on different spatial scales. 2. We investigated whether synchrony among brown trout (Salmo trutta) populations could be explained by three regional (hydro-ecoregions, hydrological units, and natural flow regime classification) and one local environmental classification and their associated variables. We first analysed whether densities of two size classes (0+ and >0+ fish) varied over a large spatial scale (i.e. 112 sites spread throughout France sampled for >11 years). We then determined whether the degree of synchrony matched the spatial patterns defined by the environmental classifications. Finally, we investigated whether variables such as river distance between sites, hydrology, and temperature were associated with patterns of synchrony. 3. Overall, relationships observed between synchronies in environmental variables and trout population densities were weak. Synchrony was best explained by the classification based on hydrological units, defined as discrete physical units that provided boundaries with real biological significance for river assemblages (12% for 0+ density and 9% for >0+ density and total densities). However, when considering environmental variables alone, synchrony in trout populations was mainly associated (from 11% to 23%) with seasonal flow variables such as high flows during reproductive and emergence periods. Temperature and river distance did not explain synchrony between trout populations. 4. High flows during emergence appear to be a key driver of brown trout population dynamics. Floods during the reproductive period could explain synchrony among brown trout populations, although the effect was weaker than that of high flows during the emergence period. 5. We concluded that existing physical, morphological, and biogeographical classifications at regional spatial scales were not sufficiently integrative to account for environmental drivers (such as flow variables) that were most associated with the spatiotemporal patterns of synchrony in trout populations. Flow explained synchrony better than classifications did. Further investigations should focus on the spatial patterns of flow variations during the emergence and reproductive periods to derive geographical areas that best capture synchrony patterns in trout dynamics. This approach could be extended to other freshwater fish species for which climatic drivers are important, and may help to explain the distributional changes of exotic species, the propensity of populations to fluctuate synchronously and the scale of synchrony patterns under different scenarios of climate change, or the threat of extinction of native species if the Moran effect is high.

2017

Drawdown flushing of a hydroelectric reservoir on the Rhône river :
Article scientifique ArODES
impacts on the fish community and implications for the sediment management

David Grimardias, Jean Guillard, Franck Cattanéo

Journal of Environmental Management,  2017, vol. 197, pp. 239-249

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Résumé:

Sediment flushings of hydropower reservoirs are commonly performed to maintain water resource uses and ecosystem services, but may have strong impacts on fish communities. Despite the worldwide scope of this issue, very few studies report quantitative in situ evaluations of these impacts. In June 2012, the drawdown flushing of the Verbois reservoir (Rhône River) was performed and subsequent impacts on the fish community were assessed, both inside the reservoir (fish densities by hydroacoustic surveys) and downstream (short-term movement and survival of radio tracked adult fish). Results showed that after the flushing fish acoustic density decreased by 57% in the reservoir, and no recolonization process was observed over the following 16 months. Downstream of the dam, the global apparent survival of fish to the flushing was estimated at 74%, but differed between species. The nine-year delay from the previous flushing and thus the amount of sediments to remove were too stressful for the low-resilience fish community of the Rhône River. Alternative flushing schedules are discussed to reduce these impacts.

2016

Hydrological drivers of brown trout population dynamics in France
Article scientifique ArODES

Benjamin Bergerot, Franck Cattanéo

Ecohydrology,  2016, vol. 10, no. 1, article no. e1765

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Résumé:

Alteration of natural river flow regimes is a major threat to freshwater biodiversity. Restoration of natural flow regimes requires an understanding of linked hydrological and ecological processes. In this study, we investigated how annual seasonal flow characteristics and physical habitat attributes could interact to explain yearly changes in brown trout population densities (for 0+ fish, corresponding to the young of the year, and for the >0+ age class) in 112 sites widespread in France. Using an information theoretic approach and general linear modeling, we identified the physical habitat attributes and seasonal hydrological variables which explained 0+ proportion, total, >0+ and 0+ brown trout density dynamics. A decrease in total and 0+ brown trout densities were mainly linked to high water levels in both high and low flows during the emergence period and to a lesser extent, to physical habitat attributes reflecting the river size. 0+ proportions were only linked to the level of low flows, and to a lesser extent to high flows, during the emergence period. Our study demonstrated that seasonality of flow is a main driver of brown trout population dynamics, especially magnitude of high and low flows for the 0+ age class, and should be considered in the definition of environmental flows.

2015

Quelles sont les techniques de pêche utilisées aujourd'hui?
Chapitre de livre ArODES

Franck Cattanéo

Dans Clémens, Anne, Montuelle, Bernard, Lacs alpins naturels en 80 questions  (pp. 84-85). 2015,  [s.l.] : ZABR

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Résumé:

Les pêcheurs professionnels et amateurs disposent de matériaux variés pour capturer les espèces qu'ils affectionnent.

Quelles sont les espèces de poissons exploitées aujourd'hui ?
Chapitre de livre ArODES

Franck Cattanéo

Dans Clémens, Anne, Montuelle, Bernard, Lacs alpins naturels en 80 questions  (pp. 82-83). 2015,  [s.l.] : ZABR

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Résumé:

Sur les lacs, la pêche est une histoire de passionnés ou une affaire familiale. Les pratiques de pêche ont évolué au fil du temps.

2014

Nodularin and cylindrospermopsin :
Article scientifique ArODES
a review of their effects on fish

Benoît Sotton, Isabelle Domaizon, Orlane Anneville, Franck Cattanéo, Jean Guillard

Reviews in Fish Biology and Fisheries,  2015, vol. 25, pp. 1-19

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Résumé:

Nodularin (NOD) and cylindrospermopsin (CYN) are hepatotoxic cyanotoxins that are present in numerous ecosystems where bloom episodes occur. In this review, the different effects of both of these cyanotoxins on the different ontogenic stages of various fish species were summarised to clarify the state-of-the-art scientific knowledge on this topic. It is clear that fish that are exposed to NOD and CYN were negatively impacted in every studied ontogenic stage. Indeed, these cyanotoxins can accumulate in various organs of fish, leading to deleterious effects on the physiology. This review highlights the fact that all of the previously published studies on the topic have focused only on the short-term effects of a given cyanotoxin on fish. However, during cyanobacterial blooms, fish can be exposed chronically to a variety of toxic compounds with which the fish interact, leading to stronger effects than those observed with a single toxin tested over a short timeframe. Thus, it is essential to conduct additional studies to better understand the actual toxic effects of cyanobacterial blooms on fish populations over medium- and long-term time scales.

2013

A multidimensional typology of riverbank habitats explains the distribution of European grayling (Thymallus thymallusL.) fry in a temperate river
Article scientifique ArODES

Franck Cattanéo, David Grimardias, Marie Carayon, Henri Persat, Agnès Bardonnet

Ecology of Freshwater Fish,  2014, vol. 23, pp. 527-543

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Résumé:

For species at risk, rehabilitation of riverbank habitats may be a promising way to sustain abundance of early‐life stages, provided that fish—habitat relationships are significant and the scale at which they are described is relevant to both fish ecology and management purposes. Here, habitat use of the threatened E uropean grayling (T hymallus thymallus ) fry was analysed in an alluvial F rench‐S wiss border river, the A llondon. Based on five descriptive variables, a practical typology of available bank habitats was first defined to categorise ecological conditions into five easily distinguishable habitat types (HT s). These represent marginal patches of multivariate homogeneous habitat from a few to tens of square metres [median area = 8 m−2; range (10%–90%) = 1.9–32.6 m−2]. Comparing the habitat used by fry to those available revealed a clear selection for two of the five HT s, that is, gravel bar shorelines (HT 4) and depositional beaches along pool margins (HT 3). Because of their multidimensional nature and larger spatial scale, HT s did not strictly reflect an up‐scaling of univariate selection patterns at the microhabitat scale. Results emphasised that the preservation of the alluvial dynamics of the river and bank patchiness are basic to E uropean grayling, and suggested that the patch scale may represent a good compromise between ecological relevancy and practical management needs. The herein developed typological approach may be transferred to other rivers and help conserve E uropean grayling populations by enhancing fry habitat suitability.

Effects of passive integrated transponder tagging methods on survival, tag retention and growth of age-0 brown trout
Article scientifique ArODES

Alexandre Richard, Jane O'Rourke, Arnaud Caudron, Franck Cattanéo

Fisheries Research,  2013, vol. 145, pp. 37-42

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Résumé:

We evaluated the effect of 12-mm passive integrated transponder (PIT) tag implantation on age-0 brown trout Salmo trutta. The effects of implantation method (i.e. surgical incision or injection) and individual tagger on survival, tag retention and growth were assessed during a 60-day hatchery experiment. Two size classes of fish (total length) were considered: small (50–55 mm) and large (56–63 mm). For fish ≤ 55 mm, survival rate at 60 days was lower for tagged than for control fish (80.7 vs 91.2%, respectively), varied between taggers, but was not affected by the implantation method. For this size class injection resulted in a higher retention rate than surgical implantation (89.4 vs 69.4%, respectively); tag retention also varied among the individual taggers. The growth in length and weight of fish from this class was significantly impaired by tagging at 30 and 60 days (e.g. mean ± SD length at 60 days = 76.5 ± 8.4 mm for tagged fish vs 81.2 ± 7.9 mm for control), and individual specific growth rates (SGR) of tagged fish differed between taggers. In contrast, for larger fish (>55 mm), neither implantation method nor tagger affected survival (mean = 93.2%), tag retention (mean = 86.6%), and growth rate (mean ± SD specific growth rate = 1.07 ± 0.48% during the first 30 days). A slight slowdown in growth (length) appeared within 30 days post-tagging but was compensated at 60 days. Results suggest that implanting 12-mm PIT tags in salmonids smaller than 55 mm (TL), by different taggers and using either surgery or injection, may have significant effects on survival, tag retention, and growth.

Faune, flore, biodiversité
Chapitre de livre ArODES

Sandrine Angélibert, Patrice Prunier, Claude Fischer, Joël Robin, Franck Cattanéo, Dominique Vallod, Beat Oertli, Jean Wuillot

Dans Frossard, Pierre-André, Oertli, Beat, Mares et étangs : écologie, gestion, aménagement et valorisation  (pp. 67-161). 2013,  Lausanne : PPUR

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2025

Peut-on mettre en évidence un effet des restitutions d'eau en aval du barrage de Mallemort (F) sur le peuplement piscicole de la basse Durance dans un contexte de forte dynamique hydro-sédimentaire ?
Conférence ArODES

Franck Cattanéo, Antoine Polblanc, Yann Le Coarer, Julie Mosseri, Mélanie Bouilloux

Conférence internationale I.S. Rivers

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Résumé:

Sur la Durance, 8 barrages ont été construits entre Serre-Ponçon et la confluence avec le Rhône, pour l’alimentation en eau de 16 usines hydroélectriques (pour une puissance de 2000 MW) ainsi que des prises agricoles et d’eau potable via un canal latéral (canal EDF). Dans ce secteur, les peuplements piscicoles sont soumis à une importante variabilité naturelle des conditions hydroclimatiques du fait du climat méditerranéen, qui s’ajoute aux altérations des régimes hydrologique et sédimentaire liées à la présence et au fonctionnement des ouvrages. En particulier, dans le tronçon en débit réservé situé à l’aval du barrage de Mallemort en Basse Durance (tronçon d’environ 40 km) peuvent se produire des restitutions d’eau importantes en provenance du canal usinier d’EDF. Ces restitutions s’apparentent à des éclusées, entrainant des variations de débit non prévisibles pouvant être importantes, en lien notamment avec les demandes en électricité. Ici, nous analysons des données piscicoles collectées annuellement depuis 2003 sur deux stations en tronçon court-circuité à l’aval et à l’amont du barrage de Mallemort (une soumise aux restitutions et l’autre non) afin de déterminer les effets des principaux facteurs environnementaux (débit, température, matières en suspension). Nous cherchons notamment à appréhender le rôle respectif des crues naturelles par rapport à l’influence de l’exploitation des ouvrages sur les dynamiques interannuelles des peuplements. Un accent particulier est mis sur la caractérisation fine des restitutions et l’évaluation de leurs effets potentiels.

Effets de la gestion sédimentaire du barrage du Chambon sur le comportement de déplacements de la truite (Salmo trutta) sur la Romanche (Isère, F).
Conférence ArODES

Antoine Polblanc, Franck Cattanéo, Hervé Capra, Christine Bertier

Conférence internationale I.S. Rivers

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Résumé:

Pour maintenir l’efficacité de la chaîne de production de l'usine de St-Guillerme (Romanche) tout en assurant la sûreté des aménagements, une gestion de la quantité de sédiments fins stockés dans les retenues a été mise en place sur les ouvrages du Ferrand, du Chambon et du Clapier. Sur la période 2019-2022, plusieurs chasses (évènements de courte durée occasionnant une turbidité potentiellement élevée) par an et un curage (évènement long avec une turbidité modérée) ont été réalisés. Pendant trois ans, un suivi par radio-télémétrie de la mobilité de 97 truites fario (Salmo trutta) adultes à l’aval des barrages a permis d’évaluer les conséquences des évènements de gestion sédimentaire et des évènements hydrologiques naturels. Deux protocoles de radio-télémétrie ont été mis en œuvre. Un protocole dit « complet » (positionnement toutes les deux semaines) et un protocole « horaire » (positionnement de quelques individus toutes les heures sur une journée) permettent de relier les déplacements individuels observés avec les concentrations en Matières en Suspension (MES) et l’hydrologie. Les analyses préliminaires suggèrent une mobilité des truites modérée sur ce cours d’eau. Les MES, d’origine anthropique ou naturelle, semblent peu perturber la mobilité des truites quel que soit le pas de temps du positionnement radio. L’hydrologie naturelle, notamment les crues, semble cependant avoir des effets un plus importants sur la mobilité.

2018

Bi-O-Rhône :
Conférence ArODES
connaissance de la biomasse piscicole et de ses varaitions intra- et interannuelles dans le cadre des opérations de gestion sédimentaire du Haut-Rhône en Suisse et en France

Franck Cattanéo, Françoise Abadie, Jérôme Barras, Véronique Braise, Guy Collilieux, Dimitri Coulon, David Grimardias, Estelle Lecomte, Carole Nawratil de Bono, Franck Pressiat, Mathieu Rocle

Proceedings of I.S. RIVERS 2018 Integrative Sciences, 3e Conférence Internationale : Recherches et actions au service des fleuves et grandes rivières, 4-8 juin 2018, Lyon, France

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Résumé:

Sur le Rhône, les réservoirs sont des habitats artificiels résultant de l’aménagement hydroélectrique du 20ème siècle. Ces habitats abritent aujourd’hui une biodiversité typique et permettent de nombreux usages et services. Cependant, ils peuvent aussi avoir un rôle de piège pour les sédiments fins, qui se déposent à l’amont du barrage, réduisent le volume de la retenue, et peuvent causer une menace pour les populations et les biens publics en périodes de crue. Le relargage de sédiments fins par des vidanges constitue une opération courante de gestion, mais de telles opérations peuvent avoir des impacts écologiques importants. Suite à la vidange de la retenue de Verbois de 2012, les concessionnaires suisses et français des ouvrages ont élaboré une stratégie concertée et durable de gestion sédimentaire. La mise en œuvre de ces nouvelles mesures est accompagnée d’un suivi piscicole. Ce suivi vise à acquérir des connaissances sur les peuplements des réservoirs pour lesquels aucune méthodologie d’échantillonnage standardisée n’existe. Il est attendu de ce suivi qu’il 1) donne une image fiable de la biodiversité piscicole dans les réservoirs, 2) permette une estimation de la biomasse et de ses variations saisonnières, 3) soit suffisamment sensible pour estimer les impacts des opérations de gestion sédimentaire. Ce poster présente la méthodologie de suivi ainsi que les premiers résultats.

Comparison of two fine sediment release strategies from a large hydroelectric dam (Verbois dam, Rhône River, Switzerland) on the fish community :
Conférence ArODES
freshwater fish population dynamics in France and correlations to species life traits

Franck Cattanéo, Carole Nawratil de Bono, Seydina Diouf, Jean Guillard, David Grimardias

Proceedings of I.S. RIVERS 2018 Integrative Sciences, 3e Conférence Internationale : Recherches et actions au service des fleuves et grandes rivières, 4-8 juin 2018, Lyon, France

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Résumé:

Les chasses de barrage sont des opérations couramment pratiquées pour évacuer les sédiments fins, mais peu d’études ont évalué quantitativement les impacts écologiques associés, et encore moins ont comparé les impacts de différentes stratégies de gestion. Nous avons analysé et comparé les impacts piscicoles des chasses de 2012 et 2016 de la retenue de Verbois (13 Mm3 , Rhône, Suisse), correspondant à deux stratégies différentes de relargage des sédiments fins. Les impacts ont été évalués pour la communauté piscicole de la retenue par hydroacoustique, et à l’échelle individuelle par radiotélémétrie à l’aval du barrage. L’abaissement complet du réservoir en 2012 a induit une baisse de 57 % de la densité acoustique, sans recolonisation durant les 16 mois suivants. L’abaissement partiel de 2016 n’a pas modifié la densité entre les campagnes d’avant et d’après chasse. La survie apparente totale est identique pour les deux opérations, soit 73.8 % en 2012 et 72.7 % en 2016. Les individus ont dévalé d’environ 1.5 km durant les opérations, sans différence entre 2012 et 2016. Nous avons conclu que la chasse de 2016 avait moins d’impacts piscicoles, ces impacts étant essentiellement comportementaux. Le contrôle de la concentration en sédiments fins à l’aval du barrage et l’abaissement partiel de la retenue ont permis aux poissons de résister à la perturbation, et représentent des éléments clés pour réduire les impacts de la gestion sédimentaire.

2016

Impact of the Verbois reservoir flushing in 2012 :
Conférence ArODES
how did fish survive "the apocalypse"?

David Grimardias, Jean Guillard, Carole Nawratil de Bono, Seydina Diouf, Jean-Luc Zanasco, Franck Cattanéo

Proceedings of I.S Rivers 2015, 23-25 juin 2016, Lyon, France

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Résumé:

Les opérations de chasse des sédiments sur les grands réservoirs hydroélectriques sont couramment réalisées pour maintenir le volume de la retenue et, parfois, minimiser les risques d’inondations. En Juin 2012, la vidange du réservoir de Verbois (Rhône, Suisse) a été réalisée, et les impacts du relargage des sédiments ont été mesurés sur le peuplement piscicole présent à la fois dans le réservoir (suivi hydroacoustique de 18 mois) et en aval (survie et comportement à court terme par utilisation de la radio-télémétrie). Globalement, l’étude a montré que ce type d’opération de gestion des sédiments impacte sévèrement la communauté piscicole du Rhône, que ce soit en amont comme en aval du barrage. Une baisse majeure de la densité de poissons a été détectée dans le réservoir, et celle-ci est restée à un niveau très bas durant les 16 mois suivants. La survie moyenne globale des poissons radio-marqués a été estimée à 74 % immédiatement après la vidange. Le délai depuis la dernière vidange, et donc la quantité de sédiments relargués, ainsi que le mode de gestion réalisé semblent constituer une perturbation très forte pour un peuplement piscicole à faible résilience. Un mode de gestion différent, moins dommageable, doit être envisagé pour relarguer les sédiments fins accumulés.

2012

Spatial-temporal patterns of fish assemblages in a large mediterranean regulated river
Conférence ArODES

Laurence Tissot, Franck Cattanéo, Georges Carrel, Jacques Veslot, Dominique Baril, Véronique Gouraud

Proceedings of 9th International Symposium on Ecohydraulics (ISE 2012), 17-21 September 2012, Vienna, Austria

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Résumé:

Fish communities are characterized by a high degree of variability in space and in time, which mostly results from the influence of physical processes. Identifying the main variables governing changes in fish communities, as well as quantifying their influence, are basic in an attempt to assess anthropogenetic impacts. In south-eastern France, the Durance River is a Mediterranean, highly regulated river. The water resource is used to fulfill various human needs, including hydropower generation, drinkable water supply, or irrigation for agriculture. The hydroelectric scheme of the Durance River, decided in 1955, now numbers 19 electricity generation plants all along the river course. Human influences are therefore huge on the ecosystem, and include multiple and combined stressors. Here, we focused on the relationships between changes in fish assemblage structure and flow variables that depend on the hydropower plants functioning. Fish were sampled by electrofishing at 6 sites along the medium and lower Durance River. Sampling spanned the years 2005-2011, and was performed annually at the end of summer or early autumn. Multivariate analyses were performed to analyze the spatial-temporal pattern of fish assemblage variation across the 6 sites for 7 years, and to test whether inter-annual changes in seasonal flow characteristics could explain part of the taxonomic structure of fish assemblages. Analyses revealed a strong spatial structure along the 6 sites, with 31.5 % of total inertia being due to the site effect. Assemblages through time were alternatively dominated by subsets of species, whose relative dominance significantly depended on the flood magnitude. Toxonomic responses were relevant with expectations based on our biological and ecological knowledge of these species. Such a multiple site and year approach helped understanding the consequences of flow regulation on biological assemblages in a large river, and allowed flow management guidelines to be suggested.

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