Visual perception of wind turbines by birds
Perception visuelle des éoliennes par les oiseaux
Résumé
Given the current climate of global warming and increasing energy consumption worldwide, wind power is an attractive resource as it is sustainable, with a low carbon footprint. However, wind farms can generate deaths caused by collisions with blades and towers. In order to limit this mortality, some wind farms use automated detection-reaction systems, that can detect birds at a distance and trigger a slowing down of the blades (≤ 5 m.s-1) if the bird(s) move(s) towards the wind turbines. Despite the installation of these systems, bird mortality persists, revealing a possible problem of visual perception of wind turbines by birds. Hence, the main objective of this thesis is to study how birds visually perceive wind turbines, in order to propose solutions for reducing the avian mortality. Through a number of experimental studies based on behaviour, this work first explores the sensitivity to achromatic contrasts of 32 bird species, from 12 phylogenetic orders, and highlights a sensitivity that may be insufficient to detect wind turbines under certain environmental conditions. Secondly, a study carried out with miniaturised wind turbines and birds from two species, Domestic Doves (Streptopelia roseogrisea) and Harris's Hawks (Parabuteo unicinctus), revealed an inability of Doves to discriminate rotating from static blades when the speed of rotation was < 5 m.s-1, with this speed threshold increasing when the contrast between the wind turbine and its background was low. Thirdly, a study on Pigeons (Columbia Livia) decision to cross a miniaturised rotor revealed an increased risk of crossing the area swept by the blades inversely proportional to the speed of rotation and frequency of the blades. This work led to the proposal of different patterns to be painted on wind turbines in order to optimise the detection of wind turbines, as well as the rotation of the blades, by birds. Finally, these results underline the importance of gaining a better understanding of how birds perceive movement, speed and danger, in order to reconcile human activities and structures with avian biodiversity.
Dans un contexte de réchauffement climatique et d'une consommation énergétique mondiale croissante, l'énergie éolienne constitue une ressource intéressante, car durable et à empreinte carbone faible. Cependant, les centrales éoliennes peuvent provoquer des mortalités par collisions avec les pales et les mâts. Afin de limiter ces mortalités, certaines centrales utilisent des systèmes de détection-réaction automatisés capables de détecter les oiseaux à distance et de déclencher un ralentissement des pales (≤ 5 m.s-1) si le(s) oiseau(x) se dirige(nt) vers les éoliennes. Malgré la mise en place de ces systèmes, des mortalités aviaires persistent, révélant un possible problème de perception visuelle des éoliennes par les oiseaux. Ainsi, l’objectif de cette thèse est d’étudier comment les oiseaux perçoivent visuellement les éoliennes, afin de proposer des solutions de réduction de mortalité. A travers plusieurs études expérimentales basées sur le comportement, ce travail explore dans un premier temps la sensibilité aux contrastes achromatiques de 32 espèces d’oiseaux, parmi 12 ordres phylogénétiques, et met en évidence une sensibilité possiblement insuffisante pour détecter les éoliennes dans certaines conditions environnementales. Dans un second temps, une étude réalisée avec des éoliennes miniaturisées et des oiseaux issus de deux espèces, des Tourterelles domestiques (Streptopelia roseogrisea) et des Buses de Harris (Parabuteo unicinctus), a révélé une incapacité des Tourterelles à dissocier des pales en rotations de pales statiques lorsque la vitesse de rotation était < 5 m.s-1 ; ce seuil de vitesse augmentant lorsque le contraste entre l’éolienne et son arrière-plan était faible. Dans un troisième temps, une étude sur la décision des Pigeons (Columbia Livia) de traverser un rotor miniaturisé a dévoilé une prise de risque accrue de traverser la zone balayée par les pales inversement proportionnelle à la vitesse de rotation et à la fréquence des pales. Ce travail a permis de réfléchir à des solutions pour optimiser la détection des éoliennes, ainsi que la rotation des pales, par les oiseaux. Enfin, les résultats soulignent l’importance d'approfondir la compréhension de la perception des mouvements, de la vitesse et du danger par les oiseaux, afin de concilier les activités et structures anthropiques avec la biodiversité aviaire.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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