La manifestation, à l'appel d'organisation écologistes, notamment à travers les réseaux sociaux, a parcouru le centre ville jusqu'au palais présidentiel de La Moneda, a constaté l'AFP.
"Piñera (Sébastian, le chef de l'Etat, NDR) comprends que la Patagonie n'est pas à vendre !", a notamment scandé la foule, parmi d'autres slogans hostiles.
La manifestation est la deuxième en quelques jours contre le projet HidroAysen, qui prévoit la construction de cinq barrages sur les fleuves Baker et Pascua en Patagonie (extrême sud du Chili), et qui a reçu lundi un feu vert administratif, une étape non finale mais importante.
La marche s'est dans l'ensemble déroulée dans le calme, mais des groupes de jeunes manifestants se sont heurtés avec la police, qui a fait usage de canons à eau et gaz lacrymogènes en fin de soirée pour les disperser, selon des images de la télévision publique TVN.
Selon les médias chiliens, des manifestations similaires ont réuni quelques milliers de personnes dans plusieurs villes, dont Valparaiso (centre), Temuco, Concepcion (sud) et La Serena (nord).
Le projet HidroAysen, du consortium hispano-chilien Endesa-Colbun, vise à produire 2.750 mégawatts pour augmenter de 20% la capacité électrique du Chili, pays à la forte croissance mais passé en 2011 près de rationnements d'électricité.
Pour les opposants, le projet va défigurer des pans de la sauvage Patagonie, l'un des derniers territoires vierges de la planète, dont les forêts, glaciers et lacs drainent des amoureux de la nature du monde entier.