Modélisation de biefs torrentiels

Cependant, le problème ne sera pas résolu en régime transitoire, puisque certaines sections seront en écoulement critique, ce qui générera des instabilités numériques et un arrêt du calcul par des passages en écoulement torrentiel. Une meilleure solution garantissant à la fois un calcul en permanent mais également en transitoire est alors de définir une section singulière avec un ouvrage de type seuil à chaque chute importante avec passage par le tirant d’eau critique Yc (courbe F2). Dans ce cas, le tirant d’eau à l’amont de la chute sera calculé par cette équation de seuil, et ne sera donc pas à Yc. Hydrauliquement cela revient à calculer le tirant d’eau non pas exactement à l’amont de la chute (Yc), mais légèrement à l’amont de cette chute dans une zone ou la contraction des filets d’eau est négligeable et où l’hypothèse de répartition hydrostatique des pressions est vérifiée (Cf. les démonstrations habituelles des équations de seuil). Le problème qui subsiste est de définir les paramètres de ce seuil. Il faudrait donner la géométrie véritable de la section. Cela n’est pas possible (hormis le cas simple d’une section rectangulaire), puisque seuls les seuils horizontaux peuvent êtres modélisés dans SIC. Cependant, si la section est proche d’une section rectangulaire, un seuil horizontal dont la cote de radier est à la cote du fond doit fournir une bonne approximation. Sinon, l’utilisation de plusieurs seuils en parallèle comme indiqué au chapitre précédent sur les seuils triangulaires permet de modéliser des seuils de formes plus complexes. Dans tous les cas, il faudra également fournir un coefficient de débit pour le seuil, qui peut être pris arbitrairement à 0.4 ou calé sur des mesures de terrain.

Le même problème peut se poser également à des changements brusques de géométrie (élargissement), avec passage local à Yc. La solution à mettre en oeuvre est la même. Après avoir effectué ces corrections, la ligne d’eau calculée est plus réaliste.
Malgré ces corrections qui ont permis de mieux modéliser les chutes existant en certains point du système, il peut subsister de nombreux point ou le régime d’écoulement est torrentiel (Cf. le fichier .BAK).

Souvent ces passages en torrentiel ont lieu loin des prises. Cela paraît relativement normal dans la mesure ou une prise gravitaire est en général placée dans une zone d’écoulement fluvial, afin de contrôler son niveau d’alimentation. On peut donc imaginer simplifier la modélisation des zones torrentielles par des chutes brutales munies de seuils. Après avoir effectué ces modifications, on obtient alors une ligne d’eau entièrement fluviale (Cf. fichier .BAK).

Le problème du passage au tirant d’eau critique Yc ou du passage en écoulement torrentiel peut donc être résolu moyennant une modification de la géométrie du système. Il faudra donc, au moment du calage du modèle, ne pas s’intéresser aux zones où ces modifications ont eu lieu, mais par contre être vigilant ailleurs, et vérifier que ces modifications de géométrie n’altèrent pas trop les résultats obtenus dans les zones en écoulement fluvial.