Étude des grilles de prises d'eau ichtyocompatibles / Fatma Lemkecher ; sous la direction de Laurent David et de Ludovic Chatellier

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Perte de charge

Centrales hydroélectriques

Simulation par ordinateur

Écoulement (hydrologie) -- Vitesse

Écoulement à surface libre

Prises d'eau (ouvrages hydrauliques)

Classification Dewey : 532

Classification Dewey : 620.106

David, Laurent (19..-.... ; chercheur en hydrodynamique) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Chatellier, Ludovic (Directeur de thèse / thesis advisor)

Abadie, Stéphane (19..-.... ; spécialiste en Génie Civil) (Président du jury de soutenance / praeses)

Larrarte, Frédérique (19..-.... ; chef de projets et chercheur) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Boes, Robert M. (19..-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Courret, Dominique (1982-.... ; ingénieur de recherche) (Membre du jury / opponent)

Université de Poitiers (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Ecole doctorale Sciences et Ingénierie des Matériaux, Mécanique, Energétique (Poitiers) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Pôle poitevin de recherche pour l'ingénieur en mécanique, matériaux et énergétique - PPRIMME (Poitiers) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Résumé / Abstract : La présence des centrales hydroélectriques restreint la circulation des poissons migrateurs dans les rivières. Plusieurs dispositifs ont été, donc, aménagés dans ces centrales afin de faciliter leur passage. Les bases de conception et de dimensionnement de ces dispositifs, dénommés "prises d’eau ichtyocompatibles", ont été définies en 2008 par Courret & Larinier à partir des retours d’expérience acquis en France et à l’étranger. Des études hydrauliques sur des modèles réduits de grille, un des composant des prises d’eau, ont ensuite permis de confirmer ou préciser certains critères concernant leur implantation et la conception des exutoires associés. Il en résulte aussi des formules d’évaluation des pertes de charge adaptées aux configurations testées afin de quantifier la perte d’énergie résultante à l’installation de ces grilles. Cette thèse vient explorer de nouveaux concepts de grilles ichtyocompatibles (grille placée à l’entrée des turbines afin d’en dévier le poisson et lui permettre de continuer sa migration) qui minimisent les pertes de charges pour les producteurs et qui sont adaptées à la dévalaison des poissons. Dans un premier temps, une optimisation des grilles inclinées est proposée avec des formes de barreau différentes et l’ajout de l’effet des supports qui maintiennent les grilles. La courantologie de ce type de grille est ensuite étudiée in-situ afin d’évaluer l’efficacité des premières grilles ichtyocompatibles implantées dans les centrales hydroélectriques en appui des simulations numériques réalisées parallèlement. Dans un deuxième temps, de nouvelles barrières physiques sont étudiées. D’abord, les grilles orientées à barreaux horizontaux sont testées et montrent un guidage de poissons favorable et une perte de charge faible. La deuxième nouvelle solution explorée est la plaque perforée, qui s’est avérée aussi efficace que la grille inclinée en terme de guidage de poisson avec l’avantage de minimiser encore plus les pertes de charge.

Résumé / Abstract : Hydropower plants restricts the fish migration in rivers. Thus, several devices have been installed in hydropower plants to facilitate fish passage. The bases for the design and sizing of these devices, called "fishfriendly water intakes", were defined in 2008 by Courret & Larinier based on feedback acquired in France and abroad. Hydraulic studies on a reduced model of trash rack, a component of the water intake, then confirmed certain criteria concerning the installation of trash racks and the design of the associated bypasses. They also led to produce head loss formulas adapted to the tested configurations in order to predict energy loss resulting to trash rack implementation in hydropower plants. This thesis explores new concepts of fishfriendly trash racks (rack placed at the inlet of the turbines to prevent fish passage) which minimize head losses for producers and which are suitable for downstream fish migration. First, an optimization of inclined trash racks is proposed with different bar shapes and the addition of the effect of the supports that maintains the trash racks. The flow upstream this type of racks is then studied in-situ in order to assess the effectiveness of the first fishfriendly trash racks installed in hydropower plants with numerical simulations carried out in parallel. Secondly, new physical barriers are studied. The angled trash racks with horizontal bars were tested and show a favorable guidance of the fish and a low head loss whose model is inclined trash racks one. The second new solution explored is the perforated plate, which has proven to be as effective as the inclined trash rack in terms of fish guidance with the advantage of minimizing further the head losses.