1Critres de conception et de dimensionnement des prises deau

ichtyocompatibles

Colloque R&D Anguilles-Ouvrages, 28-29/11/2011, Paris

Dominique COURRET, Michel LARINIER

Ple Ecohydraulique ONEMA Cemagref - IMFT

2Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine)

Exprimentations in-situ (EDF R&D CSP - Cemagref) 1992 2005 sur des exutoires associs des plans de grille existants

Difficults concevoir des dispositifs aux efficacits satisfaisantes au niveau des prises deau existantes

Baigts

Efficacit exutoire smolts :

Halsou

Efficacit exutoire Anguille argentes :

- Baigts : 20% (surface), trs faible (fond)

- Halsou : 56 64 %

Exutoire : 2,2 m3/s

3Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine)

Etude pour dfinir les bases de conception et de dimensionnement de prises deau ichtyocompatibles prenant en compte :

Les contraintes lies la dvalaison des poissons

Les contraintes lies lexploitation hydrolectrique (perte de charge, dgrillage)

Systme de grille fine associe un ou plusieurs exutoires

3 fonctions fondamentales assurer par le dispositif de dvalaison :

arrter les poissons et les empcher ainsi de passer par les turbines

les guider vers un systme de transfert vers laval

et les rcuprer, puis les transfrer vers laval sans dommage

Adaptation des plans de grille conventionnels pour quils assurent larrt et le guidage + exutoire

4Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine)

Deux configurations envisageables :

1) Plan de grille trs inclin en coupe par rapport lhorizontale et disposperpendiculairement lcoulement :

un ou plusieurs exutoires selon la largeur positionns au sommet du plan de grille

angle dinclinaison : angle aigu entre le plan de grille et le fond du canal

5Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine)

Deux configurations envisageables :

2) Plan de grille quasi vertical et orient en plan par rapport la direction de lcoulement :

exutoire positionn lextrmit aval du plan de grille

angle dorientation : angle aigu entre le plan de grille et la direction de lcoulement, souvent considre parallle la berge

6Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine)Arrt des poissons :

Anguilles argentes :

Tendance aller au contact de la grille et forcer le passage au travers.

Ncessit dune barrire physique :

Espacement libre prconis de 1,5-2,0 cm pour stopper des anguilles de plus de 50-60 cm

7Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine)Arrt des poissons :

Vitesses dcoulement suffisamment faibles pour :

Permettre aux poissons de nager le temps ncessaire la dcouverte du ou des exutoires

Ne pas induire de mortalit par placage contre la grille (barrire physique)

Ne pas provoquer le passage prmatur des poissons au travers la grille (barrire comportementale)

Vitesse normale au plan de grille Vn maximale de 50 cm/s pour les anguilles argentes (idem pour les smolts)

Fixe la surface minimale de grille pour un dbit Q donn

S = Q / Vn Au moins 2 m de grille par m3/s de dbit turbin

DWA 2005

8Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine)Guidage des poissons

Inclinaison ou orientation du plan de grille pour obtenir une vitesse tangentielle guidant les poissons vers laval.

Inclinaison minimale 26 (valeur maximale pour ) Vt 2 Vn Ncessit de pousser les poissons passer en surface

Ou

Orientation minimale 45 (valeur maximale pour ) Vt Vn

DWA 2005

0.00.5

1.01.5

2.0

2.53.03.5

4.04.55.0

5.5

6.0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90Angle (degrs)

Va / VnVa / VtVt / Vn

26

Rapports entre les vitesses dapproche Va, normale Vn et tangentielle Vt

9 Exutoire - Considrations gnrales :

Exutoire devant se situer lextrmit aval du systme darrt et de guidage

Conditions hydrauliques la liaison entre le plan de grille et lexutoire et lentre mme de lexutoire primordiales pour son efficacit

Vitesse lentre de lexutoire proche, voire lgrement suprieure la vitesse tangentielle au plan de grille

Largeur minimale et hauteur deau minimale de 0.5 m

Dbit de dvalaison devant tre lchelle du dbit maximal transitant par la prise deau : de lordre de 2% 10%

Contrle du dbit au niveau dun seuil pais ou dun clapet (vannes plates viter)

Alimentation dun exutoire ventuellement modulable durant lanne

Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine) Transfert vers laval des poissons

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Exutoire de surface au niveau dun plan de grille inclin :

Positionn au sommet du plan de grille

2 arrangements possibles :

Soit 1 goulotte commune dvacuation des poissons et des dgrillats(tri alors impossible)

Soit 2 goulottes distinctes

Nombre et position des exutoires ajuster en fonction de la largeur du plan de grille et de lexistence dun courant transversal

Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine) Transfert vers laval des poissons

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Exutoire au niveau dun plan de grille orient :

Positionn dans le coin aval du plan de grille

Exutoire de surface

Pour languille : profond autant que possible + remonte progressive

Exutoire de fond : ouverture au fond et dversement en surface

Envisageable notamment pour languille

Sensibilit au colmatage et entretien difficile

Utilit ? languille semble prospecter la colonne deau lorsquelle est efficacement arrte

Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine)Transfert vers laval des poissons

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Systme dvacuation vers laval :

De prfrence par un canal ouvert

Sinon par une conduite (sensibilit au colmatage, entretien plus difficile)

Vitesses dans louvrage devant rester infrieures 8-10 m/s

Rejet dans une zone de profondeur suffisante pour viter tout risque de blessure par choc mcanique

Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine) Transfert vers laval des poissons

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Pertes de charge au passage de la grille et colmatage :

Rduction de lespacement libre entre les barreaux augmentation de lobstruction et de la quantit de corps filtrs par la grille

Besoin de les estimer correctement

Formule de Meusburger (2002) prconise dans le guide de 2008, mais configurations ichtyocompatibles en dehors du domaine dutilisation

Applicabilit vrifier ?

Critre dinclinaison ( 26) ou dorientation ( 45) issus de la dcomposition angulaire de la vitesse dapproche moyenne

Existence dun phnomne daugmentation des vitesses vers laval

Vrifier lobtention des conditions hydrauliques recherches (Vt 2 Vn ou Vt Vn) et le respect de Vn 0.5 m/s

Critre de positionnement et dalimentation des exutoires prciser

Action 11 du programme R&D Anguille : Dfinition de prises deau ichtyocompatibles

Conception des prises deau ichtyocompatibles (grille fine)Besoins de R&D Identifis