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Présentation du BEI 99 O RAAGE en M ontagne Problématiquehydrologique de la région de Foix.

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2 Présentation du BEI 99 O RAAGE en M ontagne Problématiquehydrologique de la région de Foix

3 INTRODUCTION Présentation de SCE Présentation du logiciel ORAAGE Outil de Reflexion et d Aide à l Assainissement pour les Géomètres-Experts Dimensionnement de réseau deaux pluviales en conduites circulaires à partir des données pluviométriques et topographiques des bassins versants Bureau d études en Aménagement et Environnement

4 INTRODUCTION Proposition de S.C.E: amélioration du logiciel ORAAGE Des goûts personnels pour la montagne Le choix dun site en Montagne présentant des problèmes avec son réseau d eaux pluviales Pourquoi le choix de ce sujet ?

5 PRESENTATION DES DIFFÉRENTS BINÔMES Binôme 1: Alexandre Proust, Vincent Simion. Binôme 2: Gwenaëlle Demoy, Marie Godard. Binôme 3: Jérome, Costanzo, Jean-Philippe Vidal. Trinôme : Hervé Amanou, Ludovic Jouglard, Sébastien Louche. Relation extérieures, Etude du site de Foix Amélioration du logiciel ORAAGE Phénomène de crues sur la ville de Foix Etude hydraulique du réseau deaux pluviales du bassin versant du vieux Foix

6 FOIX Binôme 1: Relations extérieures Etude du site de Foix Binôme 2: Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix Binôme 3: Phénomènes de crues sur la ville de Foix Trinôme: Amélioration du logiciel ORAAGE ORGANISATION DU PROJET Interactions entre les différents acteurs Relations avec les intervenants extérieurs Interactions entre les binômes ORAAGE S.C.E.

7 RELATIONS EXTERIEURES ÉTUDE DU SITE DE FOIX Binôme 1 Relations extérieures - Etude du site de Foix (1) © Chris de Foix Alexandre PROUST & Vincent SIMION

8 Les conditions nécessaires: Binôme 1Relations extérieures- Etude du site de Foix (2) RECHERCHE DUN SITE Un réseau séparatif présentant des dysfonctionnements, Un site en montagne situé sur une rivière, en aval dun barrage.

9 Binôme 1 Relations extérieures- Etude du site de Foix (3) LE SITE CHOISI FOIX Sa situation géographique - Préfecture de l Ariège m d altitude - Confluence de l Arget et de l Ariège - 10 km en Aval du barrage de Garrabet

10 Binôme 1Relations extérieures- Etude du site de Foix (4) LE SITE CHOISI - FOIX (2) Son réseau d assainissement - Premier réseau : tout à l égout depuis le XVIII ème siècle, - Depuis 1970 : Mise en place dun réseau séparatif : eaux usées une unique station d épuration, eaux pluviales nombreux exutoires vers l Ariège et l Arget. -A partir des années 50 : installation progressive d un réseau unitaire,

11 Binôme 1Relations extérieures- Etude du site de Foix (5) LE SITE CHOISI: FOIX (3) Les dysfonctionnements du réseau d eaux usées - mauvais dimensionnement, - vétusté du réseau, - intrusion d eaux claires, - vestige du réseau unitaire, - mauvaise connaissance du réseau en certains points de la ville.

12 Binôme 1 Relations extérieures- Etude du site de Foix (6) LE SITE CHOISI (4) - ETUDE EN COURS A la demande de la ville de Foix, étude accordée à IRH - étude du recolement, - diagnostic et numérisation du réseau deaux usées, - recherche des intrusions deaux claires et dinfiltrations, - mesure des pollutions par temps sec et lors de précipitations.

13 Binôme Relations extérieures- Etude du site de Foix (7) LE SITE CHOISI: FOIX (4) Les dysfonctionnements du réseau deaux pluviales - mauvais dimensionnement : - des canalisations, - des raccordements. - superficie drainée trop importante : - raccordements supplémentaires, - développement urbain. - vétusté du réseau.

14 Binôme 1Relations extérieures- Etude du site de Foix (8) PROPOSITIONS D AMENAGEMENTS Outre le redimensionnement des canalisations - création dun nouvel exutoire ou détournement vers un des exutoires existants, - utilisation de solutions alternatives (chaussées réservoirs sous parkings,...). En dehors du centre-ville - incitation au traitement individuel (superficie> 1500m²), - utilisation de puits exutoires, - substitution des canalisations souterraines par des fossés en périphérie.

15 ETUDE HYDRAULIQUE DU RESEAU D EAUX PLUVIALES DU BASSIN VERSANT DU VIEUX FOIX Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (1) Gwenaëlle DEMOY & Marie GODARD

16 Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (2) DIAGNOSTIC DU RESEAU Présentation de laire détude Un Bassin versant très urbanisé :

17 Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (3) Un réseau deaux pluviales : Des dysfonctionnements observés et dus : - à l état du réseau, - à un sous dimensionnement probable.

18 Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (4) Evaluation des débits deaux pluviales Méthode de calcul : ULa méthode de Caquot est utilisée par le logiciel ORAAGE sur 12 sous bassins versants (circulaire interministérielle du 22 Juin 1977), U Un débit deaux pluviales est calculé à lentrée de chaque sous bassin versant correspondant à un collecteur. Pluviométrie : région II

19 Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (5)

20 Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (6) Evaluation des débits deaux pluviales Evaluation en situation actuelle Les calculs de débits sont effectués pour une pluie de période de retour de 2 ou 5 ans, Le réseau dans sa configuration actuelle peut transiter un débit de 323 l/s, le débit de pointe étant de 1077 l/s pour un retour de 2 ans. FORT SOUS DIMENSIONNEMENT DU RESEAU

21 Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (7) Nouveau dimensionnement pour deux périodes de retour différentes : - 2 ans - 5 ans Conservation du réseau actuel Résultats du logiciel ORAAGE PROPOSITION D AMENAGEMENT

22 Comparaison réseau actuel et réseaux simulés par ORAAGE Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (8) Pour une période de retour de 2 ans

23 Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (9) Pour une période de retour de 5 ans IL RESTE A CHOISIR UNE PERIODE DE RETOUR POUR DEFINIR LE DIMENSIONNEMENT OPTIMAL

24 Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (10) Estimation des coûts : Facteur déterminant du choix de la solution U du diamètre des collecteurs Le coût dépend : Estimation du coût pour 2 ans : FHT soit : Euros U de la matière des collecteurs U du cubage de terre enlevée Estimation du coût pour 5 ans : FHT soit : Euros CONCLUSION U de la dépose et de la réalisation de la chaussée

25 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (1) Hervé AMANOU, Ludovic JOUGLARD & Sébastien LOUCHE AMELIORATION DU LOGICIEL ORAAGE

26 FONCTIONNEMENT DU LOGICIEL Découpage du bassin versant en sous bassins auxquels sont associés un tronçon du réseau. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (2) Calcul des débits ruisselés pour les sous bassins par la formule de Caquot. Dimensionnement des conduites par la formule de Manning-Strickler.

27 PERSPECTIVES DE MODIFICATIONS (1) Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (3) Pourquoi apporter des nouveaux outils au logiciel ORAAGE ? Pas d estimation du coût du projet engendré par le dimensionnement. Absence d une interface graphique. Absence du calcul de la ligne deau. Handicap majeur pour : - visualiser un débordement du réseau ; - imposer un diamètre de collecteur, et de vérifier la pertinence de cette modification.

28 PERSPECTIVES DE MODIFICATIONS (2) Nos propositions : Tout en conservant la simplicité dutilisation dORAAGE, nous avons permis à lutilisateur : Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (4) De calculer des lignes deau et de charge dans le réseau, ainsi que le coût du réseau. De contrôler si le dimensionnement répond bien à certains critères, tels que : - labsence de débordement du réseau ; -des vitesses découlements limitées ; -un coût de projet raisonnable. De répondre aux cas où ces critères ne seraient pas respectés en modifiant : - les pentes des collecteurs ; - les diamètres des collecteurs. Ces modifications permettront aux utilisateurs de mieux visualiser leurs résultats, mais surtout de répondre à de plus larges problèmes. Amélioration de l ergonomie de la saisie des données par l utilisation d une interface graphique.

29 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (5) Dimensionnement accepté Calcul des débits de Caquot Dimensionnement ( Diamètres) Modification de la pente Calcul de la ligne deau et des coûts Modification du diamètre

30 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (6) Remarques préliminaires : Ecoulement en charge ou à surface libre. En surface libre, lécoulement peut-être fluvial ou torrentiel. Choix : Nous écarterons le cas où lécoulement est torrentiel. DEVELOPPEMENT DES NOUVEAUX OUTILS Calcul de la ligne d eau: méthodologie (1)

31 DEVELOPPEMENT DES NOUVEAUX OUTILS Calcul de la ligne d eau: méthodologie (2) Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (7) Choix des méthodes de calcul : Pertes de charge On distinguera: - pertes de charges linéaires, - pertes de charges singulières.

32 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (8) Ecoulement en charge. Depuis laval (2) jusquà lamont (1), la charge est donnée par : H1 – H2 = H(pertes de charge) DEVELOPPEMENT DES NOUVEAUX OUTILS Calcul de la ligne d eau: méthodologie (3) Choix des méthodes de calcul :

33 CALCUL DE LA LIGNE DEAU POUR TOUT LE RESEAU Calcul à un nœud Hauteur deau à lexutoire Contrôle hauteur deau Ecoulement à surface libre Ecoulement en charge Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (9)

34 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (10) Prise en compte Du diamètre de la conduite. Du volume de terre à extraire pour la pose des collecteurs. Elle est modifiée Pour permettre lutilisation des nouveaux outils. Pour utiliser la souris comme moyen de saisie des données. DEVELOPPEMENT DES NOUVEAUX OUTILS Calcul du coût d un projet DEVELOPPEMENT DES NOUVEAUX OUTILS Interface graphique Les différents tarifs indicatifs sont pris à partir dun bordereau des prix.

35 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (11) Plan de situation : UN EXEMPLE FICTIF A OS LES BAINS (1)

36 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (12) Résultats du dimensionnement : UN EXEMPLE FICTIF A OS LES BAINS (2)

37 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (13) Résultats : UN EXEMPLE FICTIF A OS LES BAINS (3)

38 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (14) Résultats : UN EXEMPLE FICTIF A OS LES BAINS (4)

39 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (15) Calcul des débits ruisselés Choix des collecteurs Contraintes de dimensionnement Automatisation PERSPECTIVES DE DEVELOPPEMENT

40 Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (16) Validation du calcul de la ligne deau Mode demploi Confrontation à la réalité du terrain Enrichissement personnel CONCLUSION

41 PHÉNOMÈNE DE CRUES SUR LA VILLE DE FOIX Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (1) Jérôme COSTANZO & Jean-Philippe VIDAL

42 Le Bassin Versant de la Haute Ariège (1) Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (2)

43 Bassin Versant de montagne (altitude moyenne : 1500 m) sous bassins aval plus modérés sous-bassins montagnards aux temps de concentration faibles Méditerranéenne localisée sur les hauts sous-bassins Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (3) Le Bassin Versant de la Haute Ariège (2) Océanique sur l ensemble du Bassin Versant Océanique survolant le bassin d ouest en est Trois types d intempéries : Superficie : 1340 km 2

44 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (4) Les stations de mesures hydrologiques Bompas Située en amont de la retenue du barrage E.D.F. de Garrabet Créée en 1986 pour mesurer les débits entrant dans la retenue Foix 50 m à l aval du pont vieux enregistrements depuis 1905

45 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (5) Etude statistique (1) Deux types de données utilisées : Chronique des crues maximales annuelles Chronique des crues supérieures à la côte d alerte Seuil d alerte : 190 m 3 /s soit 1,50 m d eau à l échelle limnimétrique de la station de Foix

46 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (6) Etude statistique (2) Crues maximales annuelles

47 Etude statistique (3) Crues supérieures à la cote d alerte Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (7)

48 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (8) Etude statistique (4) Crues supérieures à la cote d alerte Ajustement graphique sur papier Gumbel Ajustement inadapté pour les crues de période de retour supérieure à 20 ans

49 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (9) Etude statistique (5) Crues rares : Crues fréquentes :

50 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (10) Construction de l Hydrogramme Unitaire du BV (1) Réponse du bassin à une pluie unitaire généralisée en terme d hydrogramme à l exutoire Mise en oeuvre: décomposition d une averse quelconque en averses unitaires construction de l hydrogramme correspondant par sommation des réponses L hydrogramme unitaire :

51 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (11) Construction de l Hydrogramme Unitaire du BV (2) Construction à partir des données de la crue de 1992 : Outil de prévision à court terme

52 Le barrage de Garrabet mis en service en 1986 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (12) de type poids deux évacuateurs de crue 42,50 m au-dessus des fondations puissance installée à l usine de Ferrières : 38 MW retenue de 3,4 Mm3, dont 1,7 Mm3 utiles

53 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (13) Méthodologie (1) Crue d étude : celle du 7 au 9 novembre 1982 Méthode : reconstituer l hydrogramme à Bompas à partir de celui de Foix étudier sa transformation entre Bompas et Foix, dans plusieurs cas : absence de barrage situation actuelle possibilités de laminage des crues Tronçon d étude : Bompas-Foix

54 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (14) Méthodologie (2) Deux méthodes : calculs d après les données récoltées ; simulations numériques utilisant SIC Le logiciel SIC : dédié à l irrigation extension du logiciel FLUVIA calculs en régimes permanent et transitoire

55 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (15) Détermination de l hydrogramme à Bompas : donnée d entrée du modèle

56 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (16) Etude des possibilités de laminage (1)

57 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (17) Etude des possibilités de laminage (3)

58 Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (18) Analyse des résultats Effet du barrage : diminution du temps de propagation de la crue Laminage des crues impossible => politique des transparences Application envisagée : vidanger les sédiments de la retenue durant les crues

59 Bilan du travail du binôme Des indicateurs caractérisant le phénomène des crues mais tributaires des données existantes des estimations statistiques des probabilités d occurrence des crues l Hydrogramme Unitaire du bassin versant les effets actuels et potentiels du barrage de Garrabet Des réflexions à poursuivre : prise en compte des résultats obtenus pour améliorer le système d alerte influence du barrage sur le transport sédimentaire étude de la rupture de l ouvrage : des vagues d avenir...? Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (19)

60 Présentation du BEI 99 O RAAGE en M ontagne Problématiquehydrologique de la région de Foix CONCLUSION

61 Ce que le BEI a apporté : ORRAGE en MontagneConclusion(1) à SCE : modification du logiciel ORAAGE à l ENSEEIHT : - acquisition d un nouveau logiciel, - ouverture des relations inter-bibliothèques avec l Ecole Nationale de la Météorologie.

62 ORRAGE en MontagneConclusion (2) Ce que le BEI nous a apporté : application de certaines connaissances Remerciements utilisation de nouveaux logiciels (ORAAGE, SIC) travail en binômes et en groupe développement des relations extérieures (DDE, DIREN, Ville de Foix,…)

63 Présentation du BEI 99 O RAAGE en M ontagne Problématiquehydrologique de la région de Foix That s all Folks!!!


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