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TD_UB08 MIKE URBAN Analyse du réseau dun quartier du 13ieme arrondissement.

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1 TD_UB08 MIKE URBAN Analyse du réseau dun quartier du 13ieme arrondissement

2 Objectifs du TD Ce TD fait suite au TD du 4 juin où nous avons commencé à analyser le fonctionnement du réseau dassainissement du petit quartier du 13ieme arrondissement de Paris. Cette analyse se fait via le logiciel MU et se déroule en 3 parties : 1.Calcul des apports des bassins versant (modélisation hydrologique) 2.Calcul des écoulements dans les conduites (modélisation hydraulique) 3.Analyse des résultats et proposition de solutions. Le premier point a été réalisé lors de la séance du 4 juin (les points en rouge dans la prochaine diapositive). La séance daujourdhui va être consacrée aux deux questions qui restent.

3 Objectifs du TD Tester les fonctionnalités SIG Description du réseau et du sens de lécoulement Modélisation hydrologique avec une pluie de période de retour 20 ans Modélisation hydraulique avec 2 cas : – Sans condition aval – Avec condition aval (niveau de la Seine = m) Analyser le fonctionnement du réseau dans les deux cas Proposer des solutions aux éventuels problèmes de fonctionnement Vérifier lefficacité des solutions

4 Modélisation hydraulique La modélisation hydraulique consiste à calculer les caractéristiques de lécoulement dans les conduites : débits, hauteurs deau et vitesses en fonction du temps et de lespace. Pour réaliser ce calcul, nous avons besoin de connaitre ce qui rentre dans le réseau (condition limite amont) et létat du milieu à la sortie du réseau (condition limite aval). La condition limite amont dans notre cas est le résultat de la modélisation hydrologique.

5 Condition au limite amont Ici, il va falloir indiquer à MU les points dentrée des apports en ruissellement. Defined by catchment veut dire que pour chaque bassin versant le débit calculé par le modèle hydrologique va rentrer dans le réseau par le nœud auquel est connecté ce bassin. Identifiant de la condition limite on clique sur « Items » pour renseigner le ficher qui contient les débits entrants dans le réseau

6 Condition au limite amont Nom de la CL Type de cette CL : ruissellement Temporalité : série temporelle Source du ficher « MOUSE » : Résultat de la modélisation hydrologique Indiquer le chemin vers le fichier qui contient les résultats du modèle hydrologique (*.crf) A ce stade, nous avons indiqué à MU le ficher qui contient les débits apporté par les bassins versant et qui vont entrer dans le réseau. Létape suivante et de lui indiquer létat du milieu récepteur.

7 Condition au limite aval Ici, on indiquera létat du milieu récepteur à lexutoire Localiser lexutoire : ici cest le nœud WATT2

8 Condition au limite aval Nom de la CL Variation temporelle de la CL : ici on considère que le niveau du milieu récepteur est constant Pour le premier cas de modélisation, on considérera quil n ya pas dinfluence aval (niveau de la Seine = 0)

9 Simulation hydraulique Quand on lance la simulation hydraulique, MU calcul le débit, la hauteur deau et la vitesse de lécoulement en tout point du réseau et pendant toute la durée de laverse. Donner un nom à la simulation (ce sera le nom du ficher résultat qui va être généré) On indique bien que cest lécoulement dans le réseau quon veut calculer On clique sur « Set Max. time » pour caler le temps de la simulation sur la durée de la pluie Pour choisir le modèle hydraulique et ses paramètres, on doit aller dans longlet « Network parameters ».

10 Simulation hydraulique Avant de lancer la simulation, on va dans langlet « Network parameters » afin de choisir le modèle hydraulique et ses paramètres. Il 3 modèles qui permettent de résoudre les mêmes équations (conservation de la masse et quantité de mouvement) de trois façons différentes (Détails dans le manuel de MU : PIPE FLOW Pour notre exercice, nous retiendrons le modèle «Dynamic Wave » cette méthode ne fait pas de simplification des équations. En indiquant un pas de temps min et max, on permet à MU de calculer un pas de temps optimal pour les calculs (stabilité des calculs). Dans ce cas précis, tmin=10s, tmax= 60s et 1.3 correspond à lincrément du pas de temps. Pas de temps de sauvegarde en minutes. Ici les résultats sont sauvegardés toutes les minutes Une fois les paramètres saisi on revient dans langlet General et on lance la simulation en cliquant sur « Start simulation ».

11 Simulation hydraulique Une fois les calculs fait, MU vous demande si vous voulez visualiser les Warnings. Ce sont des anomalies du réseau mais qui ne gênent pas les calculs. Par exemple : des vitesses trop fortes, des pentes négatives,… Si vous choisissez « yes »il va ouvrir une fenêtre HTML qui contient ces warnings. Il faudra la fermer pour avoir le message suivant. Si il nya pas derreurs graves, MU fait les calculs et vous demande si vous voulez visualiser le résumé.

12 Visualisation des résultats : hydrologiques Les résultats hydrologiques concernent uniquement lapport des différents bassins versants. Dans notre exemple, et afin de mieux visualiser lapport dun bassin versant tout au long de laverse, il est recommandé de zoomer sur un bassin au choix. Avant de visualiser les résultats hydrologiques, on doit dabord les charger : Pour charger les résultats hydrologiques, on va dans langlet « Model Results », on choisi « Load Results » et « Mouse Results » Une fois quon a choisi le fichier qui contient les résultats hydrologique (*.crf), cette fenêtre saffiche pour nous indiquer ce que contient ce dernier « Discharge » =Débit dapport. On clic sur OK

13 Visualisation des résultats : hydrologiques Le fichier résultats est chargé, mais nest pas encore visible. Pour y remédier, il faut lajouter en tant que couche résultats Ajouter une couche Fichier contenant les résultats Type de résultats Voici la couche qui correspond aux apport des différents BV. On peut changer le nombre de classes par exemple. Exercice : choisissez trois classes de débits au lieu 5.

14 Visualisation des résultats : hydrologiques Pour mieux visualiser la variation de débit en fonction de la pluie on va dabord ouvrir le fichier contenant la série de pluie. Pour le faire vous allez dans « Edit », « Time series » et vous ouvrez le ficher contenant la pluie : Organisez vos fenetres de manière à avoir la série temporelle, un bassin versant et la couche résultats Puis cliquez sur démarrer la visualisation En fonction du temps, vous allez voir changer la couleur du bassin versant en fonction de la pluie qui tombe et du débit généré. Vous pouvez accélèrer ou ralentir la visualisation

15 Visualisation des résultats : Hydrauliques Les résultats hydrauliques peuvent être le débit, la hauteur deau, la vitesse de leau dans les canalisations. De la même manière, vous devez charger le fichier résultats en allant dans « Model results », « Load results » puis « Mouse results » Une fois que vous avez choisi le fichier qui contient, cette fois-ci, les résultats hydraulique (*.PRF) cette fenêtre saffiche. Vous sélectionnez tout pour avoir tous les types de résultats. Il existe deux façons pour visualiser les résultats hydrauliques. La première est de les ajouter comme des couches quon visualisera comme les résultats hydrologiques. Exercice : Visualisez la couche niveau deau dans les canalisation

16 Visualisation des résultats : Hydrauliques La seconde manière de visualiser les résultats hydrauliques, cest daller voir à lintérieur des conduites ce qui sy passe à travers des profils en long. On place des drapeaux sur le parcours quon veut visualiser Ensuite on clic sur « profil en long » Une nouvelle fenêtre saffichera avec le profil en long des conduites sélectionnées. Dans « Properties », on va pouvoir choisir les variables à visualiser sur le profil en long.

17 Visualisation des résultats : Hydrauliques Avec le bouton « Add », on peut ajouter autant de variables quon veut visualiser. Ici, nous nous proposons de visualiser le niveau de leau dans les canalisation et dans les nœuds.

18 Visualisation des résultats : Hydrauliques En lançant lanimation, on peut voir évoluer le niveau de leau dans les conduites et dans les nœuds (en bleu). A noter : la différence entre le niveau de leau dans un nœud et dans la conduite à laval est dûe à une perte de charge singulière au nœud. Quand le niveau de leau dans la conduite dépasse la limite de la conduite, cela veut dire que la conduite a été mise en charge.

19 Visualisation des résultats : Hydrauliques On peut aussi visualiser la variation dune variable hydraulique dans le temps sous forme dune série temporelle. Par exemple, on veut visualiser la variation temporelle du débit dans une conduite. (1) (2) (3) On clic sur une conduite et on a

20 Visualisation des résultats : Hydrauliques On peut aussi visualiser une variable pour plusieurs objets sur le même graphique.

21 Exercice Nous avons vu jusquici comment on fait une simulation hydraulique et comment visualiser les résultats. La simulation précédente a été réalisée sans condition aval (condition aval nulle). Il vous est demandé de faire une autre simulation hydraulique cette fois-ci avec une condition aval sur le niveau de la Seine (Niveau = 28.70m). Comparez les résultats des deux simulations. Repérez les éventuels disfonctionnements du réseau et proposez une solution ou des solutions pour régler ces disfonctionnements.


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