Brevet FR2039444A1 — publié le 19710115

La présente invention concerne une barrière électrique empêchant les poissons de pénétrer dans une entrée ou une sortie d'eau, ou de la quitter, cette barrière fonctionnant en établissant dans l'eau un champ électrique qui repousse les poissons. La présente invention peut être utilisée pour empêcher les réserves de poissons de s'épuiser en les laissant passer à travers une sortie ou au-dessus d'un barrage, et également pour empêcher les poissons d'être aspirés dans les prises d'eau d'une centrale électrique ou d'une installation semblable. Selon l'invention, une barrière électrique contre les poissons comprend, en combinaison, un système d'électrodes qui, en fonctionnement, sont plongées dans l'eau et un générateur d'impulsions alimentant le système d'électrodes, le générateur d'impulsions comportant. un dispositif produisant des impulsions de tension de sortie dont la fréquence de répétition est comprise entre 2 et 25 impulsions par seconde, d'une durée comprise entre 1 et 10 millisecondesdOe/t1es pointes de tension/comprises entre 20 et 300 volts0 Des essais ont montré que les impulsions d'un champ de ce type sont extrêmement efficaces pour repousser les poissons, et en même temps, qu'elles sont économiques en ce qui concerne la consommation de courant électriqueO La tension particulière qui est efficace dépend, dans une grande mesure, de la conductivité de l'eau, et cette conduc tivité varie considérablement d'un emplacement à un autre, et d'un moment à un autre. Cependant, dans l'eau relativement douce qu'on trouve dans une région où prédomine le granit, une tension de l'ordre de 100 volts est efficace. Dans de l'eau contenant des sels minéraux dissous, la tension nécessaire peut être moindre. Cependant, on peut utiliser des tensions plus élevées suivant la nature et la taille du poisson0 La limite est déterminée par l'exigence générale qu'il n'est pas souhaitable d'étourdir le poisson qui se rapproche des électrodes ou qui touche celles-ci. Dans un montage préféré, la fréquence de répétition est de 5 impulsions par seconde, et leur durée est de 5 millisecondes. Dans un autre montage qui a été essayé avec un succès particulier, la fréquence de répétition est d'environ~6 impulsions par seconde, et leur durée est de 2 ou 3 millisecondes. Les impulsions peuvent être unipolaires, auquel cas on obtient le maximum d'effet en disposant les électrodes négatives plus près des poissons à repousser que les électrodes positives. Cependant, les impulsions sont de préférence bipolaires et comportent une pointe positive et une pointe négative qui se produisent pendant la période de l'impulsion. Le générateur d'impulsions comprend un circuit comportant un transistor à jonction unique ou thyristor qui règle la charge et la charge d'un condensateur à l'aide d'un circuit résistant. Ceci donne un oscillateur du type par relaxation qui émet des signaux commandant l'application des impulsions de potentiel aux électrodes. Dans un autre montage, le générateur d'impulsions comprend un dispositif permettant d'obtenir,des lignes d'alimentation, un train d'impulsions à la fréquence d'alimentation, un diviseur l'impulsions divisant la fréquence de celles-ci pour obtenir les impulsions de commande. De préférence, la barrière utilisée contre le poisson comprend au moins une électrode flottante, un dispositif-ancrant l'électrode de telle sorte qu'elle reste-immergée en grande partie dans l'eau, un dispositif permettant à l'électrode d'osciller vers le bas autour d'un axe se trouvant en dessous de son centre de flottaison. A l'aide d'une telle disposition, i'électrode ne fait pas obstacle au passage des débris flottants entraînés t-ar l'eau. Tout objet flottant qui frotte contrel'élec- trode fait simplement enfoncer celle-ci et passe au-dessus d'elle, après quoi l'électrode revient à sa position initiale. 'électrode est en une matière conductrice, d'habitude un métal qui est en contact avec l'eau. Pour réaliser une barrire s'étendant sur une longueur appréciable d'eau, on peut utiliser un certain nombre d'électrodes espacées ou une seule électrode sous la forme d'une grille ou d'une toile métallique. Bien que l'électrode ou les électrodes puissent être creuses, et puissent, de ce fait, flotter, il est préférable d'utiliser, comme électrode, un fil ou une tige muni d'un ou plusieurs flotteurs. De préférence, les flotteurs sont en une mousse de matière plastique telle que du polystyrène expansé. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, une série d'électrodes allongées sont disposées verticalement dans l'eauX et sont espacées les unes des autres le long d'une ligne. Bien que ces électrodes puissent présenter la forme de fils nus, par exemple de fils tressés qui peuvent fléchir, des flotteurs étant fixés à leur sommet, il est préférable que les électrodes se présentent sous la forme de tiges métalliques droites, des flotteurs étant disposés entre leurs extrémités. Chaque tige comporte , à son extrémité inférieure, un oeillet à travers lequel passe librement un arbre qui est ancré sur place, par exemple à l'aide de cordes fixées à des poids d'ancrage en béton. Cette disposition permet aux tiges qui constituent les électrodes de pivoter autour de l'arbre lorsqu'elles sont enfoncées par des débris flottants. Les flotteurs ne font pas obstacle au passage des débris du fait qu'ils sont disposés nettement en dessousdelasurne de l'eau. Cette disposition présente également l'avantage, lorsqu'elle est utilisée, d'empêcher les poissors de nager au-dessus d'un barrage. Les électrodes ne sont disposées qu'à la partie supérieure de l'eau, de sorte que les poissons, lorsqu'ils réagissent naturellement en plongeant au moment où ils subissent le champ électrique, sont encouragés à le faire par une réduction du champ qui les incite à s'écarter de l'ori- fice de sortie. Les connexions électriques des électrodes verticales espacées peuvent permettre de les connecter alternativement aux pôles opposés du générateur électrique. En variante, cependant, on peut utiliser une autre électrode ou une autre série d'électrodes espacées des électrodes flottantes, le montage étant tel que les électrodes flottantes sont toutes connectées à une première borne du générateur de courant, et la ou les électrodes supplémentaires sont toutes connectées à l'autre borne de ce dernier. La ou les électrodes supplémentaires peuvent être dis posées sur le lit de la rlvière ou du lac, elles peuvent être espacées des électrodes flottantes et être disposées parallèlement à celles-ci, ou bien dans le cas d'un barrage, elles peuvent être disposées sur la paroi de ce dernier. En cas de besoin, la ou les électrodes supplémentaires peuvent être des électrodes flottantes semblables aux premières électrodes, et elles peuvent être disposées de la même manière, de façon à être enfoncées par les débris flottants. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortlront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention Sur ces dessins la figure 1 est une vue en coupe d'une partie d'un bassin, et elle représente un barrage pourvu d'une barrière contre les poissons suivant l'invention la figure 2 est une vue de face de l'ensemble des électrodes flottantes de la figure 1 la figure 3 est une vue de facs de l'ensemble des électrodes de référence de la figure 1 la figure 4 est un schéma représentant le générateur d'impulsiona et sa forme d'onde de sortie la figure 5 est le schém & de circuit du générateur d'impulsions de la figure 4 ; et la figure 6 est le schéma du circuit d'un autre générateur d'impulsions. La figure 1 représente en 1 un bassin qui est retenu par la paroi 2 d'un barrage. Un déversoir 3- est disposé au sommet de la paroi du barrage. La paroi 2 peut présenter, par exemple, une hauteur de l'ordre de 6 à 30 mètres Une barrière contre les poissons empêche ceux-ci de nager au-dessus du barrage dans le déversoir 3. La barrière est constituée par une série d'électrodes de référence 4 qui sont constituées chacune par des tubes métalliques de 12,? mm en alliage ou en cuivre, chaque tube ayant une longueur de 3 mètres. Les électrodes 4 sont supportées contre la paroi 2 à l'aide de cordes en matière plastique 5 et 6 qui sont fixées à un arbre de support et qui sont attachées respectivement à un bloc d'ancrage en béton 7 et à un contrepoids en béton 8. Une série d'électrodes flottantes 9 sont disposées à 1,5 mètre environ vivant des électfodves de référence 4, et sont metres et constituées chacune par un tube métallique de/d'un diamètre de 12,7 mm en alliage ou en cuivre, chaque tube portant au milieu un flotteur 10 en polystyrène expansé de 98 cm3. Les électrodes sont supportées par un arbre 11 d'une manière qui sera décrite plus loin, l'arbre étant ancré par une corde en matière plastique 12 à un bloc d'ancrage en béton 13. -L'agence- ment est tel que les sommets des électrodes 9 se trouvent à environ 0,30 mètre au-dessous du niveau de l'eau. La figure 2 représente plus en détail la disposition des électrodes 9. Les électrodes sont disposées par éléments de 3,65 mètres, le nombre d'éléments dépendant de la largeur du barrage ou de la largeur du déversoir à protéger. Par exemple, les déversoirs comportent souvent des encoches taillées particulièrement comme canaux déversoirs, et il suffit de protéger ces encoches s'il y enta, du fait que normalement, l'eau ne passe pas au-dessus du restant de la paroi du barrage. Chaque élément de 3,65 mètres est monté sur un arbre Il de même longueur constitué par un tube galvanisé d'un diamètre de 50 mm. Les extrémités de ce tube sont obturées d'une manière étanche pour l'aider à flotter.Huit tiges-électrodes équidistantes 9 sont montées sur l'arbre, chacune des tiges étant montée à l'aide d'un oeillet 14 disposé à son extrémité inférieure et lui permettant d'osciller librement autour de l'arbre. Les tiges sont espacées par des entretoises tubulairés en polythène 15. Un câble électrique isolé 16 connecte électriquement ensemble les tiges de chaque élément ainsi que les éléments différents. Le câble est isolé entre les points de connexion avec les tiges. On voit que les débris flottants qui passent par-dessus le barrage et qui viennent en contact avec les électrodes 9 font enfoncer simplement celles-ci en les faisant pivoter autour de leur arbre 11, sans faire obstacle au passage des débris. La figure 3 représente la disposition des électrodes 4. A nouveau, villes sont disposées par éléments de 3,65 mètres sur 17 des tubes galvanisés/de 50 mm munis de tubes-entretoises en polythène 18. Des cordes 5 et 6 sont fixées au tube 17. Cependant, dans ce cas, il est inutile que les tiges 4 oscillent autour de l'arbre, bien qu'il soit commode de les monter de la meme manière que les tiges 9. Les électrodes 4 de chaque élément et les différents éléments du système d'électrodes de référence sont connectés ensemble par un câble isolé 19. Les dispositions relatives des électrodes 9 et 4 sont telles que lorsqu'on les observe de face, les électrodes des systèmes différents sont interposées symétriquement et alternent. La figure 4 représente le dispositif permettant de faire fonctionner le système des électrodes, lequel dispositif comprend un générateur d'impulsions 20 dont une borne est connectée au câble 16 (figure 2) et dont l'autre borne est connectée au câble 19 (figure 3). Le générateur d'impulsions reçoit son courant d'entrée d'une ligne d'alimentation 21 en courant alternatif à 250 volts. Si le cabale 19, et par suite les électrodes 4, sont considérés comme étant à un potentiel de référence ou masse, alors lesformesd'onde des impulsions de sortie qui sont appliquées au câble 16 par le générateur 20 présentent la forma representée, et sont constituées par des impulsions bipolaires espacées les unes des autres de 160 millisecondes (6,25 impulsions par seconde), chacune d'elles présentant une largeur de 3 millisecondes et comportant des pointes positives et négatives de 100 volts. La figure 5 représente le schéma du circuit du générateur d'impulsions 20. Les électrodes de la barrière contre les poissons sont représentées en 21 et sont alimentées par les lignes d'alimentation par l'intermédiaire d'un transformateur abaisseur 22 donnant une sortie de 100 volts et d'un 'circuit de commande: 23 comprenant deux thyristors 2t, 25. Les thyristors sont déclenchés par des circuits de déclenchement 26, 27 et sont conducteurs pour un angle de phase prédéterminé pendant les demi-périodes positives et négatives successives afin de. donner des impulsions de sortie bipolaires de la forme décrite et représentée sur 19 figure 4. Les circuits de déclenchement sont identiques à l'exception du fait qu'ils sont agencés de façon à émettre des impulsions de déclenchement à des moments légèrement différents, l'use avant 'l'autre, pour chaque impulsion bipolaire. De ce fait, seul le circuit 27 sera décrit en détail L'entrée du circuit est fournie par-les lignes d'alimentation par l'intermédiaire d'un transformateur abaisseur 28 et d'un redresseur en pont biphasé 29 qui fournit au circuit de déclenchement une tension continue de 25 volts. DeS impulsions redressées en monophasé à la fréquence d'alimentation de 50 Hz sont appliquées par une diode 30 à un circuit 31 émetteur d'impulsions comprenant un transistor à jonction unique 32. Le circuit émetteur d'impulsions applique des impulsions de déclenchement de courte durée de 100 millisecondes à l'entrée d'un circuit-bascule intégré 33. La sortie du circuit 33 est une onde rectangulaire à 25 Hz qui est appli quée à un circuit de bascule double intégré 34.La sortie du circuit 34 est une onde rectangulaire à 6,25 Hz, laquelle onde est différenciée par un circuit résistance-capacité et un transistor TR1 La sortie du transistor TRl est inversée par un transistor TR2 qui émet des impulsions d'une durée de 1 milliseconde, espacées de 160 millisecondes pour déclencher un généra teur d'impulsions à jonction unique 35. Sous la commande de chacune des impulsions de déclenchement du transistor TR2, le générateur d'impulsions 35 émet un groupe de dix impulsions à une fréquence de 10 kHz. Cestspulsions déclenchent le thyristor 25. La largeur et l'amplitude des impulsions de sortie appliquées aux électrodes de la barrière contre les poissons peuvent être réglées en modifiant les phases des impulsions de déclenchement appliquées auxthyristors. Ce réglage est effectué en réglant des résistances variables 36 et 37. La figure 6 représente une forme simple et préférée du générateur d'impulsions qui peut être utiliséeà la place du générateur décrit et représenté sur la figure 5. Le générateur d'impulsions de la figure 6 comprend un circuit de commande 23a comportant deux thyristors 24a, 25a qui commandent l'application du potentiel aux électrodes 4 et 9 à partir d'un transformateur 41 alimenté par les lignes d'alimentation, à peu près de la même manière que le circuit de commande 23 de la figure So Les thyristors 24a, 25a sont déclenchés respectivement par des circuits 26a, 27a, et sont conducteurs pour un angle de phase prédéterminé pendant les demi-périodes positives et négatives successives de l'alimentation principale afin de donner des impulsions bipolaires dont la forme est semblable à celle décrite et qui est représentée sur la figure 4, mais qui en diffèrent par le fait que leur fréquence de répétition est de 5 impulsions par seconde et que~leur durée est d'un quart de période de l'alimentation principale, à savoir 5 millisecondes. Les circuits le déclenchement 26a, 27a sont identiques à I'exceptlon du-fait qu'ils sont agencés de façon à émettre des impulsions de déclenchement à des moments différents,dont l'une est émiseenviron 2,5 millisecondes avant l'autre, pour chacune des impulsions bipolaires. Pour cette raison, on ne décrira en détail que le circuit 27a. Le circuit reçoit son entrée de l'alimentation principale par un transformateur abaisseur 42 qA appli- que une tension de 16 volts à un montage de redressement et de limitation comprenant une diode 43 et une diode Zener 44. Des impulsions d'amplitude limitée appliquées par l'intermédiaire d'un circuit comprenant une résistance variable 45 chargent un condensateur 46. Une tension de référence est fournie par le transforma teur 42 en chargeant d'une manière stable un gros condensateur 47 à l'aide d'une diode 48. Une diode Zener 49 règle la sortie du condensateur 47 et applique la tension de référence à une pre d'un tran istor miere anode a Jonction unique 50. Le condensateur 46 est connecté à l'autre anode du transistor et,lorsque la charge du condensateur 46 atteint un niveau prédéterminé en rapport avec la tension de référence, le transistor à jonction unique s'amorce, décharge le condensateur 46 et émet, de sa cathode, une impulsion de sortie. Cette impulsion de sortie est appliquée à l'électrode de déclenchement du thyristor 25a. I1 va de soi que la présente invention ne se limite pas aux détail de la description précédente de l'un de ses modes de réalisation. Les flotteurs 10 peuvent se présenter sous n'importe queLle forme appropriée et peuvent être constitués par des flotteurs creux en métal ou en matière plastique, par exemple. Comme mentionné plus haut, l'espacement particulier des impulsions, leur amplitude et leur largeur qui ont été décrits ne constituent pas des limitations. Par exemple, la fréquence de répétition peut, d'une manière commode, être de 12,5 impulsions par seconde ou de 25 impulsions par seconde, et il est particulièrement commode avec un générateur d'impulsions tel que celui représenté sur la figure 5, d'obtenir des impulsions à cette fréquence de répétition de l'alimentation principale à 50 périodes par seconde à l'aide d'une série de diviseurs par deux0 I1 va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1" Barrière électrique contre les poissons, caractérisée en ce qu'elle comprend un systèmé d'électrodes qui, en fonctionnement, sont plongées dans l'eau et un générateur d'impulsions alimentant les électrodes, un dispositif du générateur d'impulsions produisant des impulsions de tension de sortie dont la fréquence de répétition est comprise entre 2 et 25 impulsions par seconde, dont la durée est comprise entre 1 et 10 millisecondes, les impulsions présentant une pointe de tension comprise entre 20 et 300 volts. 2. Barrière électrique contre les poissons suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le générateur d'impulsions est constitué par un oscillateur à relaxation; un dispositif commandé par la sortie de l'oscillateur commandant l'application d'impulsions de potentiel aux électrodes. 3e Barrière électrique contre les poissons suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le générateur d'impulsions comprend un dispositif permettant d'obtenir, d'une alimentation principale, un train d'impulsions à--la fréquence de l'alimentation principale, un montage diviseur de fréquence divisant la fréquence des impulsions pour obtenir des impulsions de commande et un dispositif commandé par celles-ci commandant 1' ap- plication izimpulsions de potentiel aux électrodes. 4. Barrière électrique contre les poissons suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les impulsions sont bipolaires et présentent une pointe positive et une pointe négative qui se produisent pendant la période de chaque impulsion. 5. Barrière électrique contre les poissons suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la fréquence de répétition est de 5 impulsions par seconde, et leur durée est de 5 millisecondes. 6o Barrière électrique contre les poissons suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 4, caractérisée en ce que la fréquence de répétition est d'environ6 impulsions par seconde, et leur durée est comprise entre 2 et 3 millisecondes. 7. Barrière électrique contre les poissons suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système d'électrodes comprend au moins une électrode flottante, un dispositif ancrant l'électrode de manière qu'elle reste plongée au moins en grande partie dans l'eau, et un dispositif lui permettant d'osciller vers le bas en tournant autour d'un aie di6posé en dessous de son centre de flottaison.