Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Simulation numérique Des décanteurs lamellaires à flux croisés.

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1 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Simulation numérique Des décanteurs lamellaires à flux croisés José VAZQUEZ, Antoine MORIN

2 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) 1. Objectifs et méthodologie 2. Principe et choix des modèles 3. Résultats des simulations hydrauliques 4. Modélisation du transport solide

3 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) 1 1. Objectifs et méthodologie 2. Principe et choix des modèles 3. Résultats des simulations hydrauliques 4. Modélisation du transport solide

4 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Objectifs Etudier le comportement hydrodynamique 3D complet des décanteurs, Choisir un modèle de turbulence, les conditions aux limites et un maillage, Modéliser et tester lefficacité des formes dentrée et de sortie de louvrage sur lhydraulique, Modéliser le transport solide.

5 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Méthodologie de comparaison des modèles Maillages300 000700 0001500 000 Conditions aux limites SymétrieV.O.F. TurbulenceK-K-wR.S.M. Schémas numériques 1 er ordre2 ème ordrePRESTOStandard

6 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Maillages 300 000

7 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Maillages 300 000

8 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Maillages 300 000

9 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Maillages 1 500 000

10 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Maillages 1 500 000

11 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) 2 1. Objectifs et méthodologie 2. Principe et choix des modèles 3. Résultats des simulations hydrauliques 4. Modélisation du transport solide

12 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Principe de modélisation

13 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Lamellaire : n°1

14 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Les différentes entrées Entrée 1 : 1-10 lames Entrée 5 : 41-50 lames Fond 1 : 1-10 lames Fond 5 : 41-50 lames

15 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Comparaison des modèles

16 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Lamellaire : n°2

17 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Comparaison des modèles

18 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Différence entre la surface libre et la symétrie Plan de symétrie au dessus de lentrée Surface libre plus basse que lentrée

19 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Choix des modèles Maillages300 000700 0001500 000 Conditions aux limites SymétrieV.O.F. TurbulenceK-K-wR.S.M. Schémas numériques 1 er ordre2 ème ordrePRESTOStandard

20 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) 3 1. Objectifs et méthodologie 2. Principe et choix des modèles 3. Résultats des simulations hydrauliques 4. Modélisation du transport solide

21 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Les différents modèles testés Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse

22 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Lamellaire : test 1 Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse

23 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Lamellaire : test 2

24 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Lamellaire : test 3

25 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Lamellaire : test 4

26 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Sans déflecteur Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Lamellaire : test 5

27 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Avec déflecteur Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Lamellaire : test 6

28 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte avec déflecteur Entrée directe avec 8 baies Avec déflecteur Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Lamellaire : test 7

29 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte avec déflecteur Entrée directe avec 8 baies Avec déflecteur Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Lamellaire : test 8

30 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Les lignes de courants : test 1 Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse

31 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Les lignes de courants : test 2

32 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Les lignes de courants : test 3

33 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Les lignes de courants : test 4

34 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Sans déflecteur Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Les lignes de courants : test 5

35 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte sans canal dalimentation Entrée directe avec 8 baies Avec déflecteur Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Les lignes de courants : test 6

36 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte avec déflecteur Entrée directe avec 8 baies Avec déflecteur Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Les lignes de courants : test 7

37 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Le bassin de Rosheim Canal dentrée Entrée directe sans canal dalimentation Entrée directe avec 5 baies Entrée indirecte avec déflecteur Entrée directe avec 8 baies Avec déflecteur Canal de sortie Sans déversoir Avec 5 déversoirs de surverse Avec 1 déversoir de surverse Les lignes de courants : test 8

38 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) % defficacité de chaque groupe de lame Entrée 1-10 Entrée 41-50 Fond 1-10 Fond 41-50

39 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) % defficacité de chaque groupe de lame / entrée Négatif : sortant Positif : entrant

40 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Evolution du débit dans le fond pour chaque test Négatif : sortant Positif : entrant

41 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Recirculation avec le fond

42 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) 4 1. Objectifs et méthodologie 2. Principe et choix des modèles 3. Résultats des simulations hydrauliques 4. Modélisation du transport solide

43 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Répartition granulométrique % passant MO1-Paris (µm) CO2-Marseille (µm) CO3-Marseille (µm) Séparatif (µm) d2081020 10 d50253045 35 d8080110170 300 d90500200500 1200 Répartition granulométrique 0.0% 10.0% 20.0% 30.0% 40.0% 50.0% 60.0% 70.0% 80.0% 90.0% 100.0% 0200400600800100012001400 Diamètre des particules (µm) % de passant MO1-Paris CO3-Marseille Séparatif

44 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Résultats pour MO1-Paris

45 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Résultats pour CO3-Marseille

46 Modélisation des décanteurs lamellaires Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS) Résultats en réseau séparatif