Équations de correction

La ligne d’eau corrigée sera solution de l’équation :

\(f(Z^{i}_{j} + \Delta Z^{i}_{j}, Z^{i}_{j+1} + \Delta Z^{i}_{j+1},Q^{i}_{j} + \Delta Q^{i}) = 0\) [2]

En développant [2], en série de Taylor limitée aux termes du premier ordre :

[2] - [1] => \(a^{i}_{j}.\Delta Z^{i}_{j} + b^{i}_{j}.\Delta Z^{i}_{j+1} + c^{i}_{j}.\Delta Q^{i} = 0\) [3]

avec : \(a_{j}^{i} = \frac{\partial f}{\partial Z^{i}_{j}}\)~ ~ ~ \(b_{j}^{i} = \frac{\partial f}{\partial Z^{i}_{j+1}}\)~ ~ ~ \(c_{j}^{i} = \frac{\partial f}{\partial Q^{i}}\)

On sait que \(a_{j}^{i}\) n’est pas nul puisque la résolution de [1] est faite par la méthode de Newton où intervient le rapport \(\frac{f}{a^{i}_{j}}\).

On pose : \(d^{i}_{j} = \frac{b^{i}_{j}}{a^{i}_{j}}\) et \(e^{i}_{j} = \frac{c^{i}_{j}}{a^{i}_{j}}\)

Pour un bief i de n sections, les (n-1) équations [3] deviennent :

\(\Delta Z^{i}_{1} = d^{i}_{1}.\Delta Z^{i}_{2} + e^{i}_{1}.\Delta Q^{i}\)

…

\(\Delta Z^{i}_{j} = d^{i}_{1}.\Delta Z^{i}_{j+1} + e^{i}_{j}.\Delta Q^{i}\)

…

\(\Delta Z^{i}_{n-1} = d^{i}_{n-1}.\Delta Z^{i}_{n} + e^{i}_{n-1}.\Delta Q^{i}\)

En condensant ces équations relatives à deux sections, on obtient une relation caractéristique du bief :

\(\Delta Z^{i}_{1} = D^{i}_{n}.\Delta Z^{i}_{n} + E^{i}.\Delta Q^{i}\) [4]

avec :

Les autres relations dont on dispose sont :

Pour tous les nœuds de la maille qui ne sont pas nœuds aval de maille :

*Continuité des débits :

\(\sum_{i=1}^{k} \varepsilon ^i \Delta Q^i =0\) [5]

avec :

  • k = nombre de biefs de maille reliés au nœud
  • \(\varepsilon ^i = 1\) pour un bief amont
  • \(\varepsilon ^i = -1\) pour un bief aval

*Égalité des cotes :

\(Z^i_u + \Delta Z^i_u = Z^l_v + \Delta Z^l_v\) [6]

soit k - 1 relations, avec : - u, v = 1 si le bief part du nœud et n si le bief arrive au nœud - i, l = biefs reliés au nœud

Pour tous les nœuds aval de maille :

  • Si la condition aval est une cote donnée : \(\Delta Z^i_n = 0\) [7]
  • Si la condition aval est une courbe de tarage aval (dans ce cas un seul bief par nœud aval) : \(\Delta Z^i_n = g(\Delta Q^i)\)