Etude des écoulements turbulents dans les passes à poissons à fentes verticales : adaptation aux petites espèces

L’objectif de cette etude est de caracteriser les ecoulements turbulents dans differentes configurations de passes a poissons a fentes verticales et proposer des ameliorations techniques permettant le franchissement des petites especes qui peuvent etre bloquees dans l’ecoulement y regnant. Les mesures de vitesse 2D par PIV permettent de determiner l’influence des differents parametres geometriques et hydrauliques sur la structure de l’ecoulement en mettant en evidence deux topologies de reference de l’ecoulement selon la largeur des bassins et la pente du canal. Les mesures de vitesse 3D par ADV montrent l’aspect quasi-bidimensionnel de l’ecoulement. Une modelisation numerique 2D de l’ecoulement (code Star-CD) est entreprise, validee sur les cas de reference et parametrable pour la plupart des passes a fentes verticales. L’evolution instationnaire du battement du jet et du developpement des cellules tourbillonnaires dans les bassins est caracterisee par une analyse de type POD. Un cylindre judicieusement place en sortie de fente est une solution efficace pour modifier la structure de l’ecoulement et reduire ses grandeurs cinematiques afin de l’adapter au passage des petites especes. Les cellules tourbillonnaires contrarotatives alternees alors generees dans le sillage du cylindre sont utilisees par les poissons pour franchir les bassins en minimisant leurs depenses energetiques. Ces observations concernant l’interet de controler l’ecoulement au moyen d’un obstacle sont validees par des tests realises avec differentes especes qui montrent que le cylindre ameliore l’efficacite de franchissement tout en reduisant le temps de sejour des poissons dans chaque bassin.