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La force hydraulique est la première source d’énergie en Suisse et les centrales hydroélectriques couvrent plus de 56 % des besoins en électricité du pays. Mais elles jouent aussi un rôle dans la migration des poissons de rivière: en aval surtout, ceux-ci ont besoin d’aide pour traverser une centrale en toute sécurité. Les chercheurs tentent depuis des années de trouver le moyen idéal d’aiguiller les ombres, barbeaux, etc. Aucune solution ne se profile pour l’instant, pour des raisons notamment de rentabilité et d’applicabilité – sans oublier que les poissons n’en font parfois qu’à leur tête.

Source: VAW, ETH Zürich

Les poissons de nos rivières rencontrent quantité d’obstacles sur leur route. Les rectifications de tracé des rivières, les aménagements pour les infrastructures, les barrages contre les crues et, bien sûr, l’exploitation de la force hydraulique nuisent aux cours d’eau et aux animaux qui les peuplent. Les échelles à poissons ont fait leurs preuves depuis des années pour les poissons qui migrent en amont, mais ceux qui migrent en aval suivent le courant. Or, dans les centrales, celui-ci conduit généralement vers les turbines ou passe par les vannes, si bien qu’il leur faut un autre chemin pour effectuer la traversée sains et saufs.

Petites et grandes centrales

Pour les petites centrales, de bonnes solutions techniques existent déjà telles que les «grilles fines» qui protègent efficacement les animaux. Leur utilisation est toutefois impossible dans les grandes centrales en raison de la vitesse du courant et des grandes quantités de bois flottant et de sédiments. En outre, leur entretien ne peut pas être assuré techniquement, ce qui exclut toute exploitation sûre et rentable. Il n’existe en fait à l’heure actuelle aucune solution opérationnelle et éprouvée pour les grandes installations, en Suisse ou en Europe. Certes, les turbines des grandes centrales sont grandes et tournent suffisamment lentement pour permettre à la plupart des poissons de les traverser sans dommage, mais un nombre élevé d’espèces sont blessées, ce que nous devons éviter.

Ainsi, l’association Aare-Rheinwerke (VAR) a demandé au Laboratoire d’hydraulique, d’hydrologie et de glaciologie (VAW) de l’EPF de Zurich ainsi qu’à l’Institut de recherche sur l’eau du domaine des EPF (Eawag) d’étudier cette problématique. Un projet de recherche a donc été lancé en 2011 dans l’objectif de trouver une solution technique qui dévie nos poissons des turbines pour les attirer dans un système de by-pass, y compris dans les grandes centrales.

Source: VAW, ETH Zürich

Une grille de direction pour les ombres, spirlins, etc.

Ce projet de recherche a duré quatre ans et s’est achevé en 2015. Des grilles d’un nouveau genre ont été étudiées et d’importantes données sur leurs propriétés hydrauliques et écologiques pour les poissons ont été recueillies. Les chercheurs ont placé des ombres, spirlins, barbeaux, anguilles et truites dans un canal artificiel de 30 mètres de long sur 2 mètres de large. A l’aide d’une puissante pompe, ils ont simulé des courants similaires à ceux des grandes centrales pour observer et filmer le comportement des poissons. Les analyses réalisées en laboratoire ont montré que le principe fonctionne : les poissons migrateurs ont pu être déviés efficacement lors d’expériences bien précises. L’angle de montage du dispositif de direction ainsi que l’angle des supports individuels par rapport au courant et la distance entre eux sont déterminants. Les scientifiques ont également observé de grandes différences entre les espèces de poissons : si le barbeau, la truite et l’anguille ont bien réagi à la structure et ont migré le long des grilles en restant en contact direct avec celles-ci, l’ombre et le spirlin ont évité ce contact et gardé leurs distances. La modification des grilles a également permis de réduire les pertes hydrauliques.

La recherche se poursuit chez BKW

Robert Kriewitz, ingénieur en construction et docteur en sciences de l’EPF Zurich, a largement contribué au projet en tant que collaborateur scientifique de l’EPF et a réalisé une thèse de doctorat sur la question. Employé depuis avril 2015 au sein du département hydraulique de BKW Engineering, il planche actuellement sur une étude de variantes ciblée sur l’amélioration de la migration piscicole dans les centrales hydroélectriques BKW sur l’Aar, en aval du lac de Bienne. «Mon poste actuel me permet de mettre en pratique les résultats du projet de recherche. L’idée est désormais de réaliser une évaluation plus précise du système dans le cadre d’un avant-projet mis en œuvre dans la centrale de Bannwil et d’analyser l’application technique.»

En matière de constructions hydrauliques, le secteur Engineering travaille en étroite collaboration avec le fonds écologique BKW, qui s’attèle à la renaturation et à la revitalisation dans la zone de desserte de BKW ainsi que dans tout le canton de Berne. Robert Kriewitz en est convaincu: «BKW dispose des structures nécessaires pour améliorer la migration piscicole dans nos installations. Nous nous concentrons à présent sur la problématique de la construction et de l’entretien. Nous avons également besoin d’autres résultats de recherche, pour savoir par exemple comment d’autres espèces de poissons réagiront à la modification des grilles de direction. Sans oublier que les propriétés hydrauliques doivent encore être améliorées.»

Pour les personnes intéressées: la thèse de Robert Kriewitz en allemand

Ivana Jazo

Ivana Jazo

Redaktorin und Kommunikationsexpertin bei der BKW