Ingénierie des Conditions Hydrauliques pour le Passage Sélectif des Poissons sous Contraintes de Réhabilitation

Description :
Doctorant : Mahmoud Hamdy Aly Abdelbaky

Direction de recherche : Jay Lacey
Président de jury : À être confirmé

Résumé : 

Cette thèse développe une approche éco-hydraulique de conception des ouvrages de passage des poissons. L'objectif est de rétablir la connectivité des espèces indigènes tout en limitant la propagation de la lamproie marine envahissante dans le bassin des Grands Lacs. La sélectivité y est traitée comme un problème hydraulique où la vitesse et la turbulence sont modulées par des configurations de déflecteurs. Cette étude combine des expériences à grande échelle en canal à surface libre et des simulations RANS avec OpenFOAM pour évaluer la performance de passage volontaire et la résistance hydraulique des déflecteurs.

Les résultats indiquent que la performance de passage dépend de l'interaction entre l'espèce et la configuration de déflecteurs. La distance maximale de remontée (D\textsubscript{max}) de la lamproie marine était plus élevée dans les configurations sans déflecteurs et avec déflecteurs spoiler, celle du meunier noir dans les configurations à déversoir, et celle de l'omble de fontaine demeurait la plus faible dans toutes les configurations. Cette thèse propose une décomposition du passage en composantes de processus — temps jusqu'à la première tentative, tentatives répétées, maintien de position et nage active — représentant la motivation, la persistance, la récupération et la capacité locomotrice. Les simulations numériques de déflecteurs spoiler dans des ponceaux réhabilités par insertion d'une conduite en PEHD concordent avec les mesures en laboratoire, avec une erreur absolue moyenne de 5,44 à 6,85 %. Les déflecteurs spoiler réduisent les vitesses près de la paroi du ponceau et génèrent des zones de sillage à faible vitesse. Les charges hydrodynamiques atteignent leur maximum sur la rangée amont, diminuent vers l'aval par effet d'écran de sillage, et sont dominées par la traînée de pression, le cisaillement pariétal contribuant à moins de 5 %. De manière générale, cette étude clarifie comment les configurations de déflecteurs modulent simultanément la sélectivité biologique et la performance hydraulique des ouvrages de passage. Ces résultats apportent un nouvel éclairage sur la conception d'ouvrages de passage sélectifs dans les bassins interconnectés.