Principes généraux 

• Dispositif de grilles fines associées à un exutoire positionné à l’extrémité aval du plan de grille devant assurer 3 fonctions : 1) l’arrêt des poissons pour éviter leur passage par les turbines, 2) leur guidage vers un système de transfert à l’aval et 3) leur transfert à l’aval de l’aménagement sans dommage
• Configuration à limiter soit aux prises d’eau profondes et/ou implantées en berge soit sur aux plans d’eau à fort marnage (contraintes d’exploitation : perte de charge ou dégrilleur spécifique)

Arrêt des poissons

Pour les smolts de saumon atlantique et truite de mer : possibilité d'obtenir un effet de barrière comportemental suffisant avec un espacement inter barreaux entre 1/6 et 1/8 de TL, ce qui conduit à une préconisation d'un espacement maximum de 2.5 cm (pour obtenir une barrière physique, il faut un espacement ne dépassant pas 1/10 de TL, soit de l’ordre de 1 à 1,5 cm)
Pour l'anguille : nécessité d’installer une barrière physique, l'effet comportemental étant très largement insuffisant et les individus allant au contact de la grille. L'espacement inter barreaux doit être inférieur à leur largeur de tête qui est proportionnelle à leur longueur totale ; ce qui amène à préconiser, selon les caractéristiques de la population en amont de l’ouvrage, un espacement maximum de 1,5 cm pour arrêter les individus de TL > 50 cm et un espacement de 2 cm pour arrêter les individus de TL > 60 cm.

 Guidage des poissons

Le guidage des poissons vers l’exutoire situé à l’extrémité du plan de grille est favorisé par son orientation significative permettant pour que la vitesse tangentielle (Vt) soit supérieure à la vitesse normale (Vn). Les dimensions du plan de grille doivent également être suffisantes pour réduire les risques de plaquage ou de passage prématuré à travers la grille et permettre la nage des individus :

• Angle α d’inclinaison par rapport à la direction de l’écoulement ≤ 45°. Orientation à accentuer pour des vitesses d’approche (V1) dans le canal d’amenée supérieures à 0,6 m/s.
• Vitesses normales maximales au plan de grille à définir en fonction des capacités de nage de croisière des espèces ciblées : par exemple ≤ 50 cm/s pour les smolts et les anguilles (soit a minima 2 m² de grille par m3/s de débit turbiné) ou ≤ 30-35 cm/s pour les juvéniles de truite.

Le plan de grille est également généralement légèrement incliné (β ≈ 75-80°) pour faciliter le dégrillage
Le remplacement des grilles classiques par des grilles à barreaux orientées dans le sens des écoulements (GOBSE) permet d’obtenir un champ de vitesses plus uniforme et de réduire les pertes de charges

Débit alloué à la dévalaison

• Débit de dévalaison proportionnel au débit maximal dérivé par la prise d’eau : ≈5 % pour les prises d’eau < 10 m3/s dérivés et ≈ 2 à 3 % pour les prises d’eau > 30-50 m3/s dérivés
• Détermination précise du débit de dévalaison en fonction de la vitesse minimale à atteindre (Vb) en entrée d’exutoire(s) et de leur section totale [Qb=Vb*Hb*(Nb*Bb)]
• Contrôle du débit de préférence à l’extrémité aval de l’exutoire par déversement au niveau d’un seuil épais profilé ou d’un clapet en régime dénoyé. 

Passage des poissons vers l’aval

• Généralement un seul exutoire au coin aval du plan de grille, mais l’implantation d’exutoires intermédiaires peut être nécessaire dans le cas de plan de grille très long.
• Exutoire de surface aussi profond que possible avec une remontée progressive de l’amont vers l’aval. Possibilité, notamment pour l’anguille, de mettre en place des exutoires de fond (ouverture au fond et déversement en surface) mais l’intérêt et la faisabilité est à étudier au cas par cas.
• Les derniers tests sur modèles réduits permettent de préciser les conditions hydrauliques à atteindre à l’entrée de l’exutoire, mais aussi à la liaison entre le plan de grille et l’exutoire, pour optimiser l’efficacité du dispositif :
  • Vitesse en entrée d’exutoire (Vb) de l’ordre de 1,7 fois la vitesse d’approche (Va) devant le plan de grille pour une grille classique orientée à 45° et Vb égale à Va pour les GOBSE.
  • La profondeur sur laquelle l’exutoire apparait attractif étant plus ou moins équivalente à sa propre profondeur (Hb), l’idéal est que cette dernière soit celle de la prise d’eau. Toutefois, la largeur de l’exutoire (Bb) ne pouvant pas être inférieure à 50 cm, cette préconisation conduit à allouer de forts débits de dévalaison (Qb).   
  • Réduire la distance entre l’exutoire et l’extrémité du plan de grille et minimiser l’élargissement de la prise d’eau par rapport au plan de grille (souvent nécessaire pour la circulation du dégrilleur) pour limiter la tendance des lignes de courant à obliquer. 
• Evacuation vers l’aval des poissons par un système avec un écoulement à surface libre, de préférence un canal ouvert, généralement distinct des débris dégrillés :
  • Hauteur d’eau de l’ordre de 20-25 cm, a minima de 10-15 cm (à ajuster en fonction de la taille des individus ciblés)
  • Vitesses dans le canal et au point d’impact du rejet devant rester inférieures à 8-10 m/s, possibilité de disperser le jet à la sortie du canal d’évacuation 
  • Zone de rejet d’une profondeur suffisante : matelas d’eau de l’ordre de ¼ de la hauteur de chute entre l’extrémité aval du canal et le plan d’eau aval (1 m minimum) et éloignés d’obstacles potentiels (parois, blocs, berges, …) et surfaces des parois intérieures et raccords des dispositifs d’évacuation des poissons lisses pour éviter tout risque de blessure par choc mécanique 

Pertes de charge

• Possibilités de calcul des pertes de charge à partir des formules de Raynal et al. (2012)
• A débit d’équipement équivalent pertes de charges nettement supérieures aux plans de grille inclinés avec des barreaux classiques, mais réduction significative pour les GOBSE.