Principes généraux

• Dispositif de grilles fines associées à un ou plusieurs exutoires 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
• Les critères de dimensionnement recommandés actuellement visent les salmonidés migrateurs et les anguilles
• Pour les prises d’eau profondes et/ou implantées sur un plan d’eau à fort marnage, l’orientation du plan de grille dans le plan vertical par rapport aux écoulements devra être étudiée : prises d’eau ichtyocompatibles orientées

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 les exutoires situés au sommet du plan de grille est favorisé par son inclinaison significative, permettant de réduire les vitesses normales au plan de grille (réduction des risques de plaquage ou de passage prématuré à travers la grille et possibilités de nage des individus) :

• Angle β d’inclinaison par rapport à l’horizontale du plan de grille ≤ 26°
• Vitesses normales au plan de grille à définir en fonction des capacités de nage de croisière des espèces ciblées ≤ 50 cm/s pour les smolts et les anguilles (soit a minima 2 m² de grille par m3/s de débit turbiné) ≤ 30-35 cm/s pour les juvéniles de truite
• Vérifier l’absence de contre-courants ou de courants ascendants susceptibles de masquer l’entrée de l’exutoire dans le canal d’amenée

Débit alloué à la dévalaison

• Débit de dévalaison proportionnel au débit maximal dérivé par la prise d’eau : 5.5 % pour les prises d’eau < 10 m3/s dérivés et 2-3 % pour les prises d’eau > 30-50 m3/s dérivés
• Détermination précise du débit de dévalaison en fonction de la vitesse à l’entrée des exutoires et de leur section totale [Qb=Vb*Hb*(Nb*Bb)]
• Contrôle du débit de préférence en aval de la goulotte de collecte par déversement au niveau d’un seuil épais profilé ou d’un clapet en régime dénoyé

Passage des poissons vers l’aval

• Nombre et positionnement des exutoires de surface situés au sommet du plan de grille à définir en fonction de la largeur de la prise d’eau et de la courantologie (au moins 2 exutoires à partir de 4 m de largeur) 
• Dimensions des exutoires recommandées pour limiter la réticence des poissons à s’engager : largeur (Bb) de l'ordre de 1 m et hauteur d’eau (Hb) de 0,5 m. A adapter en fonction de la largeur et de la profondeur de la prise d’eau et des espèces ciblées, possibilités de réduire la largeur et la hauteur du ou des exutoires pour les prises d'eau étroites ou peu profondes (si H < 2,5 m alors Hb ≈ 20% de H  ;  si B < 4 m alors Bb ≈ 25% de B)
• Distance maximale entre les exutoires de l'ordre de 4-5 m : la largeur cumulée des exutoires est de l'ordre de 25% de la largeur de la prise d'eau
• Conditions hydrauliques à la liaison entre le plan de grille et l’exutoire, et à l’entrée même de l’exutoire, déterminantes pour l’efficacité du dispositif :
  • Vitesse en entrée d’exutoire (Vb) de l’ordre de 1,1 fois la vitesse d’approche (Va) devant le plan de grille
  • Préconisation d’obturer le sommet du plan de grille sur la hauteur des exutoires pour générer des courants transversaux 
  • Mise en place d’une goulotte commune pour la collecte des poissons et des corps dérivants (à privilégier) ou de deux goulottes distinctes :
    • Vitesses d’écoulement dans la goulotte du même ordre que celles au niveau des exutoires (si possible inférieure à 1 m/s) pour limiter les disparités d’alimentation des exutoires : augmentation progressive de la section (largeur) de la goulotte après chaque exutoire (éviter la formation d’une chute entre l’exutoire et la goulotte collectrice)
• Evacuation vers l’aval des poissons par un système avec un écoulement à surface libre, de préférence un canal ouvert :
  • 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)
• Barreaux à profils hydrodynamiques à privilégier, permettant de réduire les pertes de charge et de favoriser l’auto-nettoyage de la grille (colmatage permanent), ainsi que les éléments de supports de la grille profilés et mise en place de lignes d’entretoises tous les 50 cm pour rigidifier le plan de grille et éviter la déformation des barreaux