Effets des ondes de choc mécaniques sur les poissons : implications de la rupture brutale de la glace en bassin hivernal
La gestion des bassins en période hivernale pose la question de l’oxygénation de l’eau sous une couverture de glace. Une pratique encore répandue consiste à casser la glace par percussion afin de favoriser les échanges gazeux. Cependant, la littérature scientifique sur les ondes de choc sous-marines démontre que des impulsions mécaniques brusques peuvent provoquer des lésions physiologiques graves, voire la mortalité des poissons. Cet article examine les mécanismes biologiques en jeu et met en perspective les résultats d’études expérimentales sur les ondes de choc avec les pratiques de gestion des bassins en hiver.
1. Physiologie hivernale des poissons et sensibilité aux perturbations
En hiver, les poissons d’eau douce entrent dans un état de ralentissement métabolique :
baisse de l’activité locomotrice ;
réduction de la consommation d’oxygène ;
regroupement dans les zones profondes où la température est stable, proche de 4 °C.
À ce stade, toute stimulation brutale (vibratoire, sonore ou mécanique) peut entraîner une réponse de stress aigu, caractérisée par :
une augmentation rapide du rythme cardiaque,
une mobilisation des réserves énergétiques,
une désorganisation de l’homéostasie interne.
Les poissons sont particulièrement sensibles aux vibrations grâce à leur ligne latérale et à leur vessie natatoire, organes capables d’amplifier les variations de pression dans l’eau.
2. Ondes de choc mécaniques : bases physiques et biologiques
2.1. Propagation des ondes de choc dans l’eau
Une onde de choc est une impulsion de pression extrêmement rapide qui se propage efficacement dans l’eau, milieu incompressible. Les études sur les explosions sous-marines montrent que :
l’onde se déplace à grande vitesse,
la pression exercée peut dépasser les capacités d’absorption des tissus biologiques,
les organes remplis de gaz (comme la vessie natatoire) sont particulièrement vulnérables.
2.2. Données expérimentales sur la mortalité des poissons
Des études scientifiques ont clairement établi un lien entre ondes de choc brutales et lésions ou mortalité des poissons :
🔬 Li et al. (2023) ont développé un modèle de pression critique montrant que, sous l’effet d’ondes de choc générées par des explosions sous-marines, les poissons subissent :
des ruptures de la vessie natatoire,
des hémorragies internes,
une mortalité directe lorsque les seuils de pression sont dépassés.
(Explosion and Shock Waves, 43(3): 034203, doi:10.11883/bzycj-2022-0017)
🔬 Govoni et al. (2008) ont démontré expérimentalement que l’exposition de poissons (notamment à des stades larvaires) à des impulsions de pression brutales entraîne :
une mortalité significative,
une corrélation directe entre l’intensité de l’onde de choc et les taux de mortalité observés.
(Journal of Coastal Research, doi:10.2112/05-0518.1)
Bien que ces études portent sur des explosions sous-marines, elles démontrent un principe fondamental : les poissons sont extrêmement vulnérables aux variations rapides et brutales de pression.
3. Application au cas de la rupture de glace en bassin
3.1. Chocs générés par la cassure de glace
Casser la glace d’un bassin à l’aide d’un outil (marteau, masse, barre) produit :
une onde de choc mécanique transmise directement dans la colonne d’eau,
des vibrations basses fréquences perçues intensément par les poissons,
une propagation rapide du choc jusqu’aux zones profondes où les poissons hivernent.
Même si l’énergie mise en jeu est moindre que celle d’une explosion, la proximité immédiate des poissons, leur état de vulnérabilité hivernale et la résonance de la vessie natatoire peuvent suffire à provoquer :
un stress physiologique sévère,
des lésions internes sublétales,
dans certains cas, une mortalité indirecte (affaiblissement immunitaire, épuisement énergétique).
3.2. Perturbation thermique et métabolique
Outre l’onde de choc, la rupture brutale de la glace :
détruit l’effet isolant de la couche gelée,
expose l’eau à un refroidissement rapide,
force les poissons à se déplacer ou à réagir, augmentant leur dépense énergétique à une période critique.
4. Recommandations basées sur les données scientifiques
Les organismes de gestion aquatique et la littérature spécialisée recommandent unanimement de ne pas casser la glace par percussion.
Les alternatives scientifiquement reconnues incluent :
l’utilisation d’aérateurs ou diffuseurs d’air créant une ouverture progressive ;
les cloches antigel maintenant un échange gazeux sans choc ;
la création d’un trou par fusion douce (eau tiède), évitant toute onde mécanique.
Ces méthodes permettent :
de maintenir l’oxygénation,
de préserver la stabilité thermique,
d’éviter l’exposition des poissons à des ondes de choc nocives.
5. Conclusion
Les études scientifiques sur les ondes de choc sous-marines démontrent clairement que des impulsions mécaniques brutales peuvent causer des lésions graves et la mortalité des poissons. Par analogie physiologique et physique, casser la glace d’un bassin par choc représente un risque réel pour les poissons hivernants, en particulier en raison de leur sensibilité accrue et de leur état de dormance.
Ainsi, d’un point de vue scientifique et éthique, la rupture brutale de la glace doit être évitée, au profit de méthodes douces et contrôlées, respectueuses de l’écosystème aquatique.
Références
Li, W., Yang, X., Wan, Y., Du, H., Xiao, Y., Yang, S. (2023). A critical safety wave pressure model of typical fishes under the action of underwater blasting shock waves. Explosion and Shock Waves, 43(3): 034203.
Govoni, J. J., West, M. A., Settle, L. R., Lynch, R. T., Greene, M. D. (2008). Effects of Underwater Explosions on Larval Fish. Journal of Coastal Research.
Sera GmbH. Pond fish winter physiology.
University Extension Services – Winter fish kill prevention.