SIC^2 : Logiciel de Simulation Intégrée des Canaux et de leur Contrôle

Format du fichier SIR (SIC version 4.33)

Pierre-Olivier Malaterre — 2019-09-20T10:57:31Z

Ce fichier ASCII est créé par EDISIR ou au moyen d'un éditeur de fichier ASCII quelconque. Il y a certaines rubriques qui sont gérées par SIRENE mais pas entièrement par EDISIR. EDISIR peut les lire et écrire mais pas les saisir aux interfaces. Ces rubriques doivent donc être saisies par un éditeur de fichier ASCII. Il contient les données hydrauliques pour le programme de calcul en régime transitoire SIRENE. C'est directement ce fichier qui sera destiné à SIRENE, il n'y a pas d'équivalent binaire intermédiaire contrairement au calcul en régime permanent (DON équivalent binaire du fichier ASCII FLU).

Ce fichier est destiné aux anciennes versions de SIC 4.33 ou antérieures. Ces fichiers peuvent également être importés à partir de SIC versions 5 et ultérieures (en mode interface, mais pas en mode batch). Par ailleurs, si vous avez des anciens projets SIC version 4 vous avez peut être envie de comprendre ce format pour saisir les données correspondantes dans un projet SIC version 5. C'est pour cette raison que ce format, devenu obsolète est néanmoins décrit. Des versions préliminaires de la version 5 ont utilisé à une époque des fichiers à ce format, pour accompagner la transition entre la version 4 et la version 5, mais ce n'est plus le cas actuellement.

Aucun ordre spécial n'est suivi pour écrire ce fichier de données. Les différents types de lignes possibles sont décrits ci-dessous, chaque ligne commençant avec un emblème particulier. Par contre, pour importer des données à un objet il faut que cet objet soit déjà défini (ex : une vanne doit être définie avant d'y rentrer une loi d'ouverture fonction du temps).

Ce fichier contient toutes les informations de nature hydraulique nécessaires pour le calcul en régime transitoire du programme SIRENE. Les données géométriques sont dans des fichiers séparés, les mêmes que pour le régime permanent. Lorsque l'unité n'est pas précisée ce sont les unités SI qui sont utilisées.

Pour les fichiers de la version 4 toutes les lois fonctions du temps sont comprises en relatif, c'est à dire que s'il y a un écart entre la valeur initiale dans la ligne d'eau initiale et la valeur au temps initial de cette loi, alors les valeurs de la loi seront toutes décalées de cet écart pour avoir une continuité entre le régime initial et le transitoire que l'on veut simuler.

Pour les fichiers de la version 5 cette manière de gérer les lois dans le calcul a changé et ce décalage des lois n'est plus fait, les lois étant alors considérées comme en absolu. Cela est vrai pour toutes les lois, sauf les lois des débits latéraux en fonction du temps qui sont toujours décalées de l'écart initial éventuel, s'il existe. Pour la version 5 ce sont les éditeurs de données qui gèrent les recalages automatiques éventuels des lois par rapport aux valeurs initiales.

Titre_etude

TITM, VERFIC, IFLAGX, IFLAGQ
FORMAT (' !', A40, 1X, F5.3, 1X, I1, 1X, I1)

TITM titre de l'étude,
VERFIC version du fichier (3.0, 3.1, 4.0, 4.32, 4.33, etc.),
IFLAGX mode grandes abscisses (0 si non, 1 si oui ie les abscisses en long seront multipliées par 1000),
IFLAGQ mode grands débits (0 si non, 1 si oui ie les débit seront multipliées par 1000)

Biefs et Noeuds

IB, N1, N2, TITB
FORMAT ('N', 3I3, A40)

IB numéro de bief,
N1 numéro noeud amont du bief IB,
N2 numéro noeud aval du bief IB,
TITB titre du bief

A partir de la version 5 le format est modifié comme suit :
FORMAT ('N', 3I3, A40, 2I5, 2F10.5)
avec les mêmes données que si dessus et 4 nouvelles données :
IFBPC(I,1), IFBPC(I,2), PCAM(I), PCAV(I)
IFBPC(I,1)=1 si égalité des charges a l'amont, =0 si égalité des cotes,
IFBPC(I,2)=1 si égalité des charges a l'aval, =0 si égalité des cotes,
PCAM(I) perte de charge a l'entrée du bief,
PCAV(I) perte de charge a la sortie du bief

Paramètres du calcul 1

IFLTI, IREP, TREP, IDHA, NEWT, NQUAS, IDISCR
FORMAT ('B', 1X, I1, 1X, I1, 1X, F10.0, 1X, I1,1X,I1,1X,I3,1X,I1)

IFLTI flag_terme_inertie (1 : avec terme d'inertie classique, 2 : torrentiel local, 0 torrentiel global),
IREP flag_continuation_fichiers_res/rcs (0 : non),
TREP temps_de_reprise (démarrage a chaud) en mn,
IDHA indice de perte de charge automatique aux élargissements (0 : non, 1 : oui), ce flag est transmis à partir de celui indiqué dans le fichier .flu,
NEWT = 0 si point fixe, 1 si Newton, 2 si Point fixe + Newton,
NQUAS = 0 si Newton pur, N si Quasi-Newton : fréquence calcul de la dérivée,
IDISCR indice de discrétisation (0 : classique, 1 : homogène au permanent)

A partir de la version 5 le format est modifié comme suit :

IFLTI, IREP, TREP, IDHA, INISV, NLSV, IDISCR

INISV=0 initialisation classique valeur du pas précédent,
INISV=1 initialisation variation du pas précédent,
NLSV=0 calcul en linéaire,
NLSV>0 calcul en non-linéaire donne la mise à jour de la jacobienne tous les NLSV itérations

Paramètres du calcul 2

IPS, IFR, IRCS, DT, TDEB, TFIN, XX, WW, XLAMB, ITER1, ERZ0, ITER2, EPSI
FORMAT ('C', I3, 1X, 2(I1, 1X), F10.2, 1X, 2(F10.0, 1X), 2(F4.2, 1X), F8.6, 1X, 2(I4, 1X, F8.6))

IPS pas_de_stockage_resultat (tous les 1 ou n pas de calcul, pour limiter la taille des fichiers .RES),
IFR flag_de_regulation (0 : sans utilisation de fichier .reg de régulation, 1 : avec),
IRCS flag de fichier complet .RCS (0 : sans création de ce fichier, 1 : avec création de ce fichier qui est nécessaire pour une reprise à chaud ultérieure, ie un calcul en transitoire à partir d'un autre calcul en transitoire),
DT pas_de_temps (en minutes),
TDEB temps_debut du calcul (en minutes),
TFIN temps_fin du calcul (en minutes),
XX limite_superieure du debit_effectif_aux_prises,
WW limite_inferieure du debit_effectif_aux_prises,
XLAMB coefficient lambda de contractance (0 ITER1 nombre d'itérations (sections singulières, casiers),
ERZ0 valeur numérique de la précision du système non linéaire,
ITER2 nombre d'itérations (prises),
EPSI erreur max. sur les itérations locales pour les prises

Ligne d'eau initiale (temps_debut)

IB, IS, IQL, Q, Z, QL, SK, SKM
FORMAT ('I', 3I3, 2F10.5, F10.7, 2F10.5) en version 4.32
FORMAT ('I', I3, I4, I3, 2F10.5, F10.7, 2F10.5) en version 4.33

IB bief,
IS numero_section_relatif_bief,
IQL indicateur_debit_lateral (0 : sans débit latéral, 1 : avec débit latéral), ce flag provient de ce qui a été rentré dans le fichier .flu, c'est lui qui permettra de repérer les sections sur lesquelles répartir éventuellement les débits latéraux variables au cours du temps (cf rubrique ci-dessous),
Q débit (m3/s),
Z cote (m),
QL debit_lateral (m3/s/m, ie avec un facteur 10-6 par rapport à ce qui a été rentré dans le fichier .flu),
SK strickler_lit_moyen,
SKM Strickler_lit_mineur

Déversoirs ou vannes

IB, IS, KS, (CSG(NSG, I), I=1, 5), IFOL, ISF
FORMAT ('D' ou 'V', 3I3, 5F13.6, 2I2) en version 4.32
FORMAT ('D' ou 'V', I3, I4, I3, 5F13.6, 2I2) en version 4.33

IB numéro du bief,
IS numero_section_relatif,
KS numero_singularite_relatif,
(CSG(NSG, I), I=1, 5) caractéristiques de la singularité NSG (1 larg._seuil, 2 cote_seuil, 3 ouverture, 4 coef._debit, 5 haut._surverse),
IFOL = équation (0 : Cemagref 88 seuil-vanne pour V ou seuil-orifice pour D, 1 : Cunge 80, 2 : Classique noyée pour V ou dénoyé pour D, 3 : Cemagref 88 seuil-orifice pour V ou seuil-vanne pour D, 4 : MatLab, 5 : Fortran),
ISF = mode de calcul (0 : non-linéaire, 1 : linéaire)

Vannes Gec-Alsthom

IB, IS, KS, (CSG(NSG, I), I=1, 8), IDNS, IFOL, IFOC, IFLO, ISF
FORMAT ('G', 3I3, 7F13.6, F7.1, I3, 2I2, I3, I2) en version 4.32
FORMAT ('G', I3, I4, I3, 7F13.6, F7.1, I3, 2I2, I3, I2) en version 4.33

IB numéro du bief,
IS numero_section_relatif,
KS numero_singularite_relatif,
(CSG(NSG, I), I=1, 8) caractéristiques de la singularité NSG (1 rayon, 2 cote_seuil, 3 ouverture max, 4 Zamont_max, 5 décrément, 6 cote_axe cadrée par rapport a ZMIN, 7 ouverture réelle, 8 ratio S1/S2 surface libre / surface fente pour bac vannes AVIS, AVIO et Mixtes pour Versions >= 4.17),
IDNS=décallage de la section pour Z2 (utile pour vannes AVIS, AVIO et Mixtes) en nombre de sections de calcul (Versions >= 4.17),
IFOL = équation (0 : Goussard, 1 : Goussard pour position et Cemagref pour débit, 2 : W donné par l'utilisateur et Cemagref pour débit),
IFOC = type (0 : Amil, 1 : Avio Haute Chute, 2 : Avio BC, 3 : Avis HC, 4 : Avis BC),
IFLO = modèle,
ISF = mode de calcul (0 : non-linéaire, 1 : linéaire).

Noms des noeuds, somme débits et cotes aux noeuds

TC(NOMAX), ITN(NOMAX), QAE(NOMAX), ZNO(NOMAX), I
FORMAT ('S', A6, I3, 2F10.5, 7X, I3)

TC nom_noeud (alphanumérique),
ITN type_noeud = 1 si amont_modele, 2 si noeud_intermédiaire, -2 si aval_modele,
QAE somme_debits = (Somme_Q_partant - Somme_Q_arrivant) au noeud non aval_modele ou débit de fuite au noeud aval_modele,
ZNO somme_cotes,
I numéro du noeud

Prises définies par leurs caractéristiques géométriques

I, KP(I), KVP(I), QPO(I), QPR(I), X1P(I), X2P(I), X3P(I), X4P(I), X5P(I), X6P(I), X7P(I), X8P(I), X9P(I), IFPL(I)
FORMAT ('P', 3I3, 2F7.3, F6.2, 3F10.5, 3F6.2, F7.3, F6.2, I2)

I noeud (non amont_modele et non_aval_modele)
(KP) cas_prise =
1 Q(t) vanne calcul ouverture W
2 Q(t) déversoir calcul Z_seuil
3 Q(t) déversoir calcul largeur_seuil
4 vanne calcul Q
5 déversoir Z(t) calcul Q
6 apm calcul Q
7 tube calcul Q
8 Q(z) calcul Q
9 déversoir L (t) calcul Q
(KVP) cas_aval_prise =
1 Z_aval_prise constante
2 deversoir_aval_prise
3 Q(z)_aval_prise

les lois Q(z) aux prises sont introduites sous forme analytique :
Q=Q_base*( (Z-Z_seuil)/(Z_base-Z_seuil) )**exposant

(QPO) debit_prise_objectif
(QPR) debit_prise_reel
(X1P) coefficient_debit (KP=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) ou exposant (KP=8)
(X2P) Z_seuil
(X3P) larg._seuil (KP=1, 2, 3, 4, 5, 6, 9) ou diamètre (KP=1, 4, 7) ou Q_base (KP=8)
(X4P) ouverture (KP=1, 4, 6) ou Z_seuil_mini (KP=2) ou Z_base (KP=8)
(X5P) ouverture_maxi (KP=1, 4 et X5P>0)
ou indique vanne circulaire (KP=1, 4 et X5P=0) ou Z_seuil_maxi (KP=2)
ou largeur_seuil_maxi (KP=3) ou switch (KP=6, 7, 8)
(X6P) coefficient_debit_aval_prise (KVP=2) ou exposant_aval_prise (KVP=3)
(X7P) Z_aval_prise (KVP=1) ou Z_seuil_aval_prise (KVP=2, 3)
(X8P) largeur_seuil_aval_prise (KVP=2) ou Q_base_aval_prise (KVP=3)
(X9P) Z_base_aval_prise (KVP=3)
IFPL = équation (0 : Cemagref ou 1 : Cunge)

Lois Q(z) au noeud aval de modèle

I, Z, Q
FORMAT ('A', I3, 6X, 2F10.3)

I noeud_aval,
Z cote_aval (m),
Q debit_aval (m3/s)

Paramètres display (affichage)

CODEM, BRANM, NAMEM, NBM, NSM, XLONG, ZREF
FORMAT ('Y', A1, A8, A6, 2I3, F8.0, F8.2) en version 4.32
FORMAT ('Y', A1, A8, A6, I3, I4, F8.0, F8.2) en version 4.33

CODEM code,
BRANM nom_branche,
NOEUDM nom_noeud,
NBM bief,
NSM num._relatif_section,
XLONG abscisse,
ZREF cote_refer

Variations ouverture des vannes

IB, IS, KS, IO, T, X, K, L, ITYPOUV
FORMAT ('U', 4I3, 2F10.3,3I3)

IB bief,
IS num._section_relatif,
KS num._singular._relatif,
IO type d'ouvrage : 1 (Déversoir), 2 (Vanne rectangulaire) et 3 (Vanne Gec-Alsthom) à partir de la version 4.07 incluse (avant la version 4.07 on ne gérait que les vannes en ouvrage mobile)
T temps (mn),
X ouverture,
K numéro de la loi,
L numéro du point de la loi,
ITYPOUV (0 : échelon, 1 : rampe)

Hydrogramme ou loi a la prise au noeud non aval de modèle

CH1, J, T, X, I, L, IOD, NOE, ITYPOFF
FORMAT ('H', A1, 2X, I3, 3X, 2F10.3, I3, I5, 3I3)

CH1 caractere_loi_prise : 'Q' débit_prise, 'W' ouverture_prise, 'S' switch_prise, 'L' largeur_seuil_prise, 'Z' Z_seuil_prise,
J noeud_non_aval,
T temps (mn),
X valeur_loi,
I numéro de la loi,
L numéro du point de la loi,
IOD(I) type de prise,
NOE(I,3) mode de calcul à la prise,
ITYPOFF (0 : échelon, 1 : rampe)

Débits objectifs

J, T, Q, I, L
FORMAT ('O', I3, 6X, 2F10.3, 2I3)

J noeud,
T temps (mn),
Q debit_objectif,
I numéro de la loi,
L numéro du point de la loi

Casier (loi S(z) au noeud)

I, Z, S, X
FORMAT ('K', I3, 6X, 3F10.3)

I noeud,
Z cote,
S surface (ha),
X vitesse_evaporation (cm/jour)

Hydrogramme latéral (géré par Sirene mais pas par Edisir)

Cette rubrique permet de faire évoluer le terme d'infiltration - évaporation (si le terme est négatif) ou d'apport (si le terme est positif) en fonction du temps. En régime permanent, ce terme était une constante éventuellement différente pour chaque section de calcul. La valeur entrée pour le régime permanent était exprimée en l/s/km. En régime transitoire, ce terme peut être défini comme une fonction du temps. La valeur entrée est un débit total (en m3/s) pour le bief considéré. Ce débit sera réparti sur les zones à l'intérieur du bief pour lesquelles il existe un débit latéral, au prorata de leurs longueurs. A priori, par défaut, ces zones correspondent à celles ainsi définies en régime permanent. Mais il est possible de les modifier en mettant des 0 ou des 1 dans la colonne correspondante des lignes "I" du fichier .SIR. Le débit n'est pas modulé proportionnellement aux débits latéraux initiaux. Il sera réparti de manière homogène sur toutes les zones ayant un débit latéral. On fait donc l'hypothèse que dans le bief il y a des zones avec et des zones sans débit latéral, et que, dans les zones où il y a un débit latéral, le taux d'apports latéraux ou de pertes latérales est identique sur toutes ces zones (en débit/unité de longueur). Si ce n'est pas le cas il faut découper ce bief en plusieurs biefs.

Si le débit latéral total initial indiqué dans cet hydrogramme latéral pour ce bief n'est pas égal au débit latéral total initial provenant du calcul en régime permanent, l'hydrogramme sera translaté pour assurer la continuité au démarrage entre le régime permanent et le régime transitoire. Cela est vrai pour les versions 4 de SIC mais également pour les version 5.

Par contre, il n'est pas possible, pour l'instant, de rentrer un terme d'infiltration - évaporation comme une fonction du tirant d'eau. Cela peut éventuellement être modélisé de manière approchée par une succession de prises en mode calcul de débit. Cette limitation nous semble peut contraignante dans la mesure où une estimation du terme d'infiltration - évaporation est très délicate avec un facteur d'incertitude très important et il est illusoire de considérer d'une loi q=f(z) donnera un modèle plus réaliste.

Cette rubrique "hydrogramme latéral fonction du temps" sera prochainement gérée entièrement par Edisir (saisie aux interfaces graphiques) dans une version ultérieure. Edisir permet déjà de le lire et de l'écrire sur fichier, mais pas de le garnir par les interfaces (depuis la version 3.8). Sirene le gère parfaitement au niveau des calculs.

IB, K, T, Q
FORMAT ('L', 2I3, 3X, 2F10.3)

IB numéro de bief,
K flag échelon (0) ou rampe (1)
T temps (mn),
Q debit_lateral (m3/s)

Limnigramme au noeud aval de modèle (géré par Sirene mais pas par Edisir)

Cette rubrique permet de remplacer la loi Q(z) rentrée pour le calcul en régime permanent par une loi z(t) permettant par exemple de représenter l'influence aval d'une marée.

Prochainement géré par Edisir dans une version ultérieure. Edisir permet déjà de le lire et de l'écrire sur fichier, mais pas de le garnir par les interfaces.

Les valeurs de z sont traitées en relatif par rapport à la première valeur. Par exemple, si vous voulez augmenter la cote z de 1m à l'instant 2h=120mn, il suffit de rentrer :

Z 2 0 0.000 0.000
Z 2 0 120.000 1.000

Attention : si vous rentrez une loi z(t) il faut penser à enlever la loi Q(z) car sinon elle sera conservée car elle est prioritaire par rapport à la z(t). Une loi Q(z) est également prioritaire par rapport à un casier qui fermerait le canal. Si ce casier est rentré à partir des interfaces, alors la Q(z) sera correctement supprimée du fichier .SIR. Par contre, si ce casier est rentré à la main directement dans le fichier .SIR il faut alors penser à supprimer la Q(z) pour qu'elle ne soit plus utilisée.

Le calcul avec une z(t) est beaucoup plus rapide qu'avec une Q(z) car il n'y a pas d'itérations non-linéaires pour le calcul au noeud aval. Par contre, cette condition aval z(t) est parfois considérée comme "dure" hydrauliquement et peut générer des oscillations sur les débits dans cette zone, par exemple dans le cas où un hydrogramme amont arrive sur un noeud aval avec une z(t) constante. Cette condition aval z(t) n'est en effet pas très physique car la "pincette à surface" n'existe pas. La marée est physique mais n'est pas une simple imposition d'une cote, mais un procédé qui relie également les débits et les cotes via des processus physiques complexes. Dans le cas d'une z(t) aval de type sinusoïdale mimant une marée il n'y a pas, a priori, d'oscillation parasite.

Même si cela est possible au niveau du fichier .SIR, il n'est pas conseillé d'avoir à la fois un casier et une z(t) pour un même noeud aval. Dans ce cas on imposerait le débit ainsi que la cote ce qui pose des problèmes numériques. Dans une version ultérieure ce mode sera explicitement interdit et dans ce cas c'est la z(t) qui sera effective et le casier inopérant.

I, K, T, Z

FORMAT ('Z', 2I3, 3X, 2F10.3)

I numéro du noeud_aval,
K flag échelon (0) ou rampe (1) [option depuis la version 3.7]
T temps (mn),
Z cote_aval

Format du fichier TAL (SIC version 4.33)

Pierre-Olivier Malaterre — 2018-09-27T13:35:02Z

Le fichier .TAL est un fichier texte décrivant l'ensemble des informations de nature bathymétrique nécessaires à EDITAL et à TALWEG pour les anciennes versions de SIC 4.33 ou antérieures. Ces fichiers peuvent être importés et/ou exportés à partir de SIC versions 5 et ultérieures (Editeur de projet EDISIC). C'est pour cette raison que ce format, devenu obsolète est néanmoins décrit dans cette documentation.

Sa structure est hiérarchisée en ce qui concerne l'ordre et la nature des informations, et comprend les parties suivantes, obligatoirement dans cet ordre :

Description du réseau
Description des noeuds du réseau
Description des biefs du réseau & Description des sections du bief
Description des branches.

Chaque partie comprend un certain nombre d'éléments, dont la structure de stockage est organisée en lignes. Le premier caractère de la ligne identifie le type de ligne, donc l'élément auquel la ligne se rapporte. Dans cette version du logiciel, les caractères suivants sont "réservés" :

! identifie un réseau
$ identifie un noeud
# identifie un bief
N identifie une section
% identifie une branche
* identifie une ligne commentaire
+ identifie une ligne suite.

Attention !
Dans les descriptions suivantes, chaque virgule est traduite en un caractère espace dans le fichier, et chaque ligne est terminée par un retour chariot (caractère '\r\n en c).

Description du réseau (1 ligne)

' !', titre, version, cohérence, iflagx, xlm, ylm
au format : A1, A40, F5.3, I1, I1, F10.4, F10.4
où :
version est la version d'EDITAL (ou EDISIC) utilisée pour générer ce fichier,
cohérence vaut 1 si le réseau est cohérent et 0 sinon,
iflagx : si vaut 1 les abscisses longitudinales sont à multiplier par 1000
xlm : facteur d'homothétie en largeurs pour tout le réseau
ylm : facteur d'homothétie en hauteur pour tout le réseau

Nota Bene : TALWEG pourrait tester "cohérence" pour analyser ou non le réseau ! Pour l'instant il re-vérifie systématiquement la cohérence.

Description d'un noeud

'$', nom, x, y, cohérence
au format : A1, A6, I5, I5, I1
où :
nom est le nom du noeud
x et y sont les coordonnées en pixels du noeud,
cohérence vaut 1 si le noeud est cohérent et 0 sinon (toujours 1 pour cette version).

Description d'un bief (2 lignes + les sections du bief)

1ère ligne

'#', nom branche, nom noeud amont, nom noeud aval, pas, sin, aff, nom, xlm, ylm
au format : A1, A8, A6, A6, I5, F5.3, I1, A40, F10.4, F10.4
où :
pas : est le pas de calcul
sin : est la sinuosité du bief = rapport de la longueur du lit moyen du bief / longueur du lit mineur du bief (entre 0 et 1).
aff : est un paramètre qui vaut 0 par défaut et 1 si l'on veut que toutes les sections de calcul de ce bief soient stockées sur le fichier résultat en régime transitoire (.RES). Cela permet d'avoir une plus grande précision dans la présentation des résultats en régime transitoire. C'est une nouveauté des versions à partir de la 3.3.
nom : le nom du bief
xlm : facteur d'homothétie en largeurs pour tout le bief
ylm : facteur d'homothétie en hauteur pour tout le bief

Nota Bene : dans l'ancienne version SIC 2.1 un signe - peut apparaître en 2ème colonne si le bief a été inversé. Cette particularité a disparu dans les fichiers des versions postérieures à 3.0. Maintenant le bief inversé est stocké de la même manière qu'un bief normal, avec ses vrais noeuds amont et aval.

2ème ligne

'+', numéro noeud amont, numéro noeud aval, x, y, cohérence
au format : A1, I5, I5, I5, I5, I1
où : numéro noeud est l'indice d'apparition du noeud dans la liste des noeuds qui précède,
x et y sont les coordonnées du "point milieu" du bief en pixels,
cohérence vaut 1 ou 0 si le bief est cohérent et 0 sinon.

Description d'une section (nombre de lignes variables)

1ère ligne

'N', nom, abscisse, type, singulière, display, cohérence, xlm, ylm
au format : A1, A14, F8.1, A1, A1, A1, I1, F10.4, F10.4
où :
abscisse est l'abscisse de la section,
type vaut :
C si la section est Circulaire
D si la section est Dalot
R si la section est Rectangulaire
P si la section est Puissance
T si la section est Triangulaire ou Trapézoïdale
L si la section est Largeur-cote
A si la section est Abscisse-cote

singulière : vaut S si la section est singulière
display : vaut D si la section est d'affichage
cohérence vaut 1 si la section est cohérente et 0 sinon
xlm : facteur d'homothétie en largeurs pour la section
ylm : facteur d'homothétie en hauteur pour la section

Le nombre de lignes dépend du type de section :

pour les sections paramétrées, le nombre de lignes est de 2,

pour les sections largeur-cote et abscisse-cote, le nombre de ligne est :
4+2*(nombre de points-1)/8
(sauf si aucun point auquel cas il n'y a que 2 lignes).

2ème ligne et suivantes

La deuxième ligne (et les lignes suivantes éventuelles) dépendent du type de section.

Section Circulaire
'+', cote fond, cote berge, rayon, cote de débordement des lits mineur - moyen
au format : A1, F7.2, F7.2, F7.2, 7X, F7.2

Section Rectangulaire
'+', cote fond, cote berge, largeur, cote de débordement des lits mineur - moyen
au format : A1, F7.2, F7.2, F7.2, 7X, F7.2

Section Dalot ou Trapézoïdale (ou Triangulaire)
'+', cote fond, cote berge, largeur, fruit, cote de débordement des lits mineur - moyen
au format : A1, F7.2, F7.2, F7.2, F7.2, F7.2

Section Puissance
'+', cote fond, cote berge, largeur, coefficient, cote de débordement des lits mineur - moyen
au format : A1, F7.2, F7.2, F7.2, F7.2, F7.2

Section Abscisse-cote et Largeur-cote
2ème ligne
'+', référence élévation, cote de débordement des lits mineur - moyen

au format : A1, F7.2, F7.2

lignes suivantes (par paires) (tant qu'il y a des points)
'+', (abscisse ou largeur [I] I = 1 à 8)
'+', (cote [I] I = 1 à 8)
au format : 1A, (F7.2), x 8

Description d'une branche

1ère ligne

'%', nom, couleur, cohérence
au format : A1, A8, I10, I1
où :
couleur est la couleur RGB de la branche
cohérence vaut 1 si la branche est cohérente et 0 sinon.

Le nombre de lignes dépend du nombre de biefs que contient la branche. Il vaut :
2 + (nombre de biefs - 1)/12
si la branche comporte au moins un bief et 1 sinon.

Chaque ligne suivante est composée de :
'+' (numéro du bief I = 1 à 12)
au format : (A1, (I5), x 12)
où :
numéro du bief est l'ordre d'apparition du bief dans le fichier EDITAL.

Format du fichier FLU (SIC version 4.33)

Pierre-Olivier Malaterre — 2018-09-27T13:34:57Z

Ce fichier ASCII est créé par EDIFLU ou au moyen d'un éditeur de fichier ASCII quelconque. Il contient les données hydrauliques pour le programme de calcul en régime permanent FLUVIA. Il sera vérifié au moyen du programme EDIFLU et un fichier (.DON) destiné à FLUVIA sera créé.

Ce fichier est destiné aux anciennes versions de SIC 4.33 ou antérieures. Ces fichiers peuvent être importés à partir de SIC versions 5 et ultérieures. C'est pour cette raison que ce format, devenu obsolète est néanmoins décrit. Ils peuvent être importés en mode interface, pour créer un nouveau scénario, ou également en mode batch (un ou plusieurs fichiers FLU), en complément d'un fichier de géométrie TAL.

Aucun ordre spécial n'est suivi pour écrire ce fichier de données. Les différents types de lignes possibles sont décrits ci-dessous, chaque ligne commençant avec un emblème particulier.

La ligne du commentaire

Contient un caractère "*" dans la première colonne et un commentaire à la suite.
Ligne titre_etude
' !', TITM, VERNUM au format (A1,1X,A40,1X,F5.3,I1)
' !' en colonne 1,
TITM titre de l'étude,
VERNUM numéro de version d'EDIFLU utilisée pour créer ce fichier
IFLAGQ mode grands débits (0 si non, 1 si oui ie les débit seront multipliées par 1000)

Ligne pour les paramètres de calcul

Ces données étaient stockées dans le fichier .LDA dans les versions antérieures à 3.5. Ce fichier n'est plus utilisé maintenant, ces informations étant directement dans le fichier .FLU.
'X', XLAMBQ, XLAMBZ, ERQ, ERZ, NMI, NMAX, IDHA, IWRIT, IPAS au format (A1, 4F10.5, 2I5, 3(1X, I1))
XLAMBQ coefficient_Lambda de norme_erreur_Q_apport (prises)
XLAMBZ coefficient_Lambda de norme_erreur_Z1 (diffluences)
ERQ erreur maxi sur la continuité aux noeuds avec prises
ERZ demi-erreur maxi aux diffluences= (Z_amont - Z_moyenne)
NMI nombre maxi d'itérations
NMAX nombre maxi d'itérations de calage
IDHA indice de perte de charge automatique aux élargissements (0 : non, 1 : oui)
IWRIT pour avoir plus de messages dans le fichier .LST créé par Fluvia (mode Debug)
IPAS pour avoir le petit pas automatique activé quand les pentes de l'eau sont fortes.

Ligne Seuil

'D', NB, NS, NUM, XL, ZD, COF, IFOL, IFOC au format (A1, I3, I4, I3, 2F10.4, 10X, F10.4, 30X, 2I2)
D in colonne 1
NB = nombre du bief
NS = nombre de la section dans le bief
NUM = numéro de l'ouvrage
XL = largeur du radier
ZD = élévation du radier
COF = coefficient de débit
IFOL = équation (0 : Cemagref déversoir/orifice, 1 : Cunge, 2 : Dénoyée, 3 : Cemagref déversoir/vanne de fond, 4 : Matlab, 5 : Fortran). Les modes 4 et 5 ne sont pas encore gérés
IFOC = 0 (pas utilisé pour l'instant)

Ligne Vanne

'V', NB, NS, NUM, XL, ZD, W, COF, Z1, HS, IFOL, IFOC au format (A1, I3, I4, I3, 6F10.4, 10X, 2I2)
V en colonne 1
NB, NS, NUM, XL, ZD même signification que ci-dessus
W = Ouverture si IFOC=0 et ouverture maximum si IFOC=1 (bouge ouverture) ou incrément cote radier maximum si IFOC=2 (bouge cote radier)
COF = coefficient de débit
Z1 = élévation objectif si IFOC=1 ou 2
HS = hauteur de la vanne (utile en cas de débordement)
IFOL = équation (0 : Cemagref déversoir/vanne de fond, 1 : Cunge, 2 : Noyée, 3 : Cemagref déversoir/orifice, 4 : Matlab, 5 : Fortran). Les modes 4 et 5 ne sont pas encore gérés
IFOC = 0 aux vannes et 1 aux vannes ajustables en régulation amont

Ligne Vanne Gec-Alsthom

'G', NB, NS, NUM, XL, ZD, W, COF, Z1, HS, S1S2, IDNS, IFOL, IFOC, NOT au format (A1, I3, I4, I3, 6F10.4, F7.1, I3, 3I2)
G en colonne 1
NB, NS, NUM = même signification que ci-dessus
XL = Rayon du tablier de la vanne (R)
ZD = Cote du radier
W = Ouverture (utilisé si IFOL = 2) ou sinon ouverture verticale max
COF = Hauteur d'eau amont max (ZMAX pour AMIL) par rapport à la cote de l'axe (entre 0 et d)
Z1 = Cote de l'axe
HS = Décrément (d)
S1S2 = Ratio S1/S2 surface libre / surface fente pour bac vannes AVIS, AVIO et Mixtes
IDNS = Décalage de la section pour Z2 (utile pour vannes AVIS, AVIO et Mixtes)
IFOL = Type de loi (0 Goussard, 1 Cemagref non bloqué, 2 Cemagref bloqué)
IFOC = type de vanne. AMIL, AVIS, AVIO, haute chute, basse chute (0 Amil, 1 Avio Haute Chute, 2 Avio BC, 3 Avis HC, 4 Avis BC, 5 Mixte 45, 6 Mixte 55, 7 Mixto 45)
NOT = Numéro du type (divers modèles AVIO, AVIS ET AMIL)

Ligne Prise

'P', NOEUD, TYPEP, IFPD, TYPEC, QP, XL, ZD, WMAX, W, COF, Z2, XMV, Q0V, Z0V, IFPL
au format (A1, A6, A1, I1, A1, F10.3, F9.3, F7.2, F8.3, F8.3, F4.2, F7.2, F4.2, F6.2, F7.2, I2)
P en colonne 1
NOEUD = nom du noeud sur 6 caractères des colonnes 2 à 7
TYPEP = type de prise sur 1 caractère en colonne 8
Q = débit imposé
V = vanne
D = déversoir
A = APM
P = tube
L = courbe de tarage
IFPD = condition aval sur 1 caractère en colonne 9
0 = rien
1 = cote constante
2 = seuil
3 = courbe de tarage
TYPEC = mode de calcul sur 1 caractère en colonne 10
F = off
N = on
Q = calcul de débit
W = calcul d'ouverture
Z = calcul de la cote de seuil
L = calcul de la largeur de seuil
I = débit imposé
QP = débit à la prise sur 10 caractères en colonnes 11 à 20
XL = largeur ou diamètre sur 9 caractères en colonnes 21 à 29
ZD = cote de seuil sur 7 caractères en colonnes 30 à 36
WMAX = ouverture maximum sur 8 caractères en colonnes 37 à 44
W = ouverture sur 8 caractères en colonnes 45 à 52
C0F = coefficient de débit sur 4 caractères en colonnes 53 à 56
Z2 = cote aval ou cote du seuil aval sur 7 caractères en colonnes 57 à 63
XMV = coefficient du seuil aval ou puissance sur 4 caractères en colonnes 64 à 67
Q0V = débit ou largeur sur 6 caractères en colonnes 68 à 73
Z0V = cote correspondant à Q0V sur 7 caractères en colonnes 74 à 80.
IFPL = équation (0 : Cemagref ou 1 : Cunge)

Ligne pour les coefficients de Strickler

'K', NB, NI, NS, SK au format (A1, I3, 2I4, F10.4)
K en colonne 1
NB = numéro du bief sur 3 caractères en colonnes 2 à 4
NI = numéro de la première section de calcul sur 4 caractères en colonnes 5 à 8
NS = numéro de la dernière section de calcul sur 4 caractères en colonnes 9 à 12
SK = valeur du coefficient de Strickler de la section NI à NS sur 10 caractères en colonnes 13 à 22

Ligne pour les débits latéraux

'L', NB, NI, NS, QL au format (A1, I3, 2I4, F10.4)
L en colonne 1
NB = numéro du bief sur 3 caractères en colonnes 2 à 4
NI = numéro de la première section de calcul sur 4 caractères en colonnes 5 à 8
NS = numéro de la dernière section de calcul sur 4 caractères en colonnes 9 à 12
QL = valeur du débit latéral de la section NI à NS sur 10 caractères en colonnes 13 à 22

Ligne pour les conditions aval

'A', NOEUD, QAV, ZAV au format (A1, A6, 3X, 2F10.3)
A en colonne 1
NOEUD = nom du noeud aval de modèle sur 6 caractères en colonnes 2 à 7
QAV = débit sur 10 caractères en colonnes 11 à 20
ZAV = cote sur 10 caractères en colonnes 21 à 30

Ligne pour les diffluences

'B', NB, X au format (I3, F10.3)
B en colonne 1
NB = numéro du bief
X = débit correspondant (en m3/s, % ou surface des biefs aval. Seules les valeurs relatives sont importantes)

Ligne pour cotes de calage

'C', NB, NS, COT au format (2I3, F8.2)
C en colonne 1
NB = numéro du bief
NS = numéro de la section
COT = cote de calage correspondante

Ligne pour le mode de calcul aux noeuds

Par défaut, Fluvia fait le calcul en écrivant l'égalité des cotes aux noeuds. L'option suivante propose d'utiliser à la place l'égalité des charges aux noeuds, avec éventuellement introduction d'une perte de charge en entrée et en sortie de bief. Cette perte de charge est de la forme DH=K.V*V/(2g).
'H', I, PCAM(I), PCAV(I) au format (A1,I3,6X,2F10.5)
H en colonne 1
I = numéro du bief
PCAM(I) = coefficient de perte de charge à l'amont du bief
PCAV(I) = coefficient de perte de charge à l'aval du bief

Abaques des vannes Gec-Alsthom

David Dorchies — 2009-10-22T15:06:47Z

Les abaques ont été recalculées à partir des équations programmées dans SIC. On retrouve celles fournies par le constructeur :

Pour les vannes AMIL avec Zmax=0 (Tirant d'eau maximum calé sur la cote de l'axe) :

Pour les vannes AVIO (en rouge les HC et en bleu les BC) :

Pour les vannes AVIS (en rouge les HC et en bleu les BC) :

A partir de ces équations nous trouvons les points remarquables suivants :

Pour les vannes AMIL avec Zmax = 0 :

Modèle de vanne	Jmin pour Qmax	Qmax
AMIL 80/63	0.1004	0.1782
AMIL 90/63	0.1130	0.2392
AMIL 100/63	0.1255	0.3113
AMIL 110/63	0.1381	0.3951
AMIL 125/90	0.1569	0.5438
AMIL 140/90	0.1757	0.7219
AMIL 160/90	0.2008	1.0080
AMIL 180/125	0.2259	1.3532
AMIL 200/125	0.2510	1.7610
AMIL 220/125	0.2761	2.2348
AMIL 250/160	0.3137	3.0763
AMIL 280/160	0.3514	4.0839
AMIL 315/200	0.3953	5.4822
AMIL 355/200	0.4455	7.3917
AMIL 400/250	0.5020	9.9615
AMIL 450/250	0.5647	13.3723
AMIL 500/315	0.6275	17.4020
AMIL 560/315	0.7028	23.1018
AMIL 630/400	0.7906	31.0118
AMIL 710/400	0.8911	41.8139
AMIL 800/450	1.0040	56.3508

Pour les vannes AMIL avec Zmax = d = 0.02D :

Modèle de vanne	Jmin pour Qmax	Qmax
AMIL 80/63	0.1044	0.1889
AMIL 90/63	0.1175	0.2536
AMIL 100/63	0.1305	0.3300
AMIL 110/63	0.1436	0.4188
AMIL 125/90	0.1631	0.5765
AMIL 140/90	0.1827	0.7653
AMIL 160/90	0.2088	1.0687
AMIL 180/125	0.2349	1.4346
AMIL 200/125	0.2610	1.8669
AMIL 220/125	0.2871	2.3692
AMIL 250/160	0.3263	3.2613
AMIL 280/160	0.3654	4.3295
AMIL 315/200	0.4111	5.8119
AMIL 355/200	0.4633	7.8363
AMIL 400/250	0.5220	10.5606
AMIL 450/250	0.5873	14.1766
AMIL 500/315	0.6525	18.4487
AMIL 560/315	0.7308	24.4912
AMIL 630/400	0.8222	32.8769
AMIL 710/400	0.9265	44.3288
AMIL 800/450	1.0440	59.7399

Pour les vannes AVIO et AVIS :

Modèle de vanne	Jmax	Qmax pour Jmax	Jmax lim	Qmax lim
AVIO HC 28/6	1.1250	0.0574	0.1264	0.0889
AVIO HC 36/10	1.4175	0.1023	0.1593	0.1584
AVIO HC 45/16	1.8000	0.1859	0.2023	0.2879
AVIO BC 45/32	0.9000	0.2935	0.1184	0.4404
AVIO HC 56/25	2.2500	0.3248	0.2529	0.5029
AVIO BC 56/50	1.1250	0.5128	0.1480	0.7693
AVIO HC 71/40	2.8125	0.5674	0.3161	0.8785
AVIO BC 71/80	1.4063	0.8958	0.1850	1.3440
AVIO HC 90/63	3.6000	1.0518	0.4046	1.6284
AVIO BC 90/125	1.8000	1.6605	0.2368	2.4913
AVIO HC 110/100	4.5000	1.8374	0.5058	2.8448
AVIO BC 110/200	2.2500	2.9007	0.2959	4.3521
AVIO HC 140/160	5.6250	3.2098	0.6322	4.9696
AVIO BC 140/315	2.8125	5.0673	0.3699	7.6028
AVIO HC 160/200	6.3000	4.2611	0.7081	6.5973
AVIO BC 160/400	3.1500	6.7270	0.4143	10.0929
AVIO HC 180/250	7.0875	5.7201	0.7966	8.8563
AVIO BC 180/500	3.5437	9.0304	0.4661	13.5487
AVIO HC 200/315	7.9875	7.7125	0.8978	11.9411
AVIO BC 200/630	3.9937	12.1759	0.5253	18.2681
AVIO HC 220/400	9.0000	10.3939	1.0116	16.0925
AVIO BC 220/800	4.5000	16.4089	0.5919	24.6191
AVIO HC 250/500	10.1250	13.9527	1.1380	21.6026
AVIO BC 250/1000	5.0625	22.0272	0.6659	33.0486
AVIO HC 280/630	11.2500	18.1573	1.2645	28.1125
AVIO BC 280/1250	5.6250	28.6651	0.7399	43.0078
AVIS HC 56/106	0.4050	0.6561	0.0576	0.7974
AVIS HC 71/132	0.5040	1.1385	0.0723	1.3826
AVIS HC 90/170	0.6300	1.9978	0.0910	2.4242
AVIS BC 90/190	0.3600	2.9977	0.1045	3.3925
AVIS HC 110/212	0.8100	3.7635	0.1180	4.5631
AVIS BC 110/236	0.4500	5.2602	0.1316	5.9486
AVIS HC 140/265	1.0080	6.5303	0.1479	7.9118
AVIS BC 140/300	0.5625	9.2303	0.1657	10.4304
AVIS HC 160/300	1.1250	8.6122	0.1657	10.4304
AVIS BC 160/335	0.6300	12.2814	0.1863	13.8729
AVIS HC 180/335	1.2600	11.4589	0.1863	13.8729
AVIS BC 180/375	0.7087	16.5254	0.2104	18.6596
AVIS HC 200/375	1.4175	15.4187	0.2104	18.6596
AVIS BC 200/425	0.7987	22.3349	0.2380	25.2093
AVIS HC 220/425	1.5975	20.8392	0.2380	25.2093
AVIS BC 220/475	0.9000	30.1717	0.2693	34.0411
AVIS HC 250/475	1.8000	28.1512	0.2693	34.0411
AVIS BC 250/530	1.0125	40.5980	0.3041	45.7866
AVIS HC 280/530	2.0250	37.8793	0.3041	45.7866
AVIS BC 280/600	1.1250	52.9436	0.3391	59.6890

Modélisation d'une pompe en ligne

David Dorchies — 2009-10-22T15:06:47Z

Depuis la version 4.12, on peut modéliser une pompe en ligne en utilisant un module de régulation. En effet, on créé un module de régulation (avec une méthode quelconque adaptée à la méthode qu'on veut utiliser pour les variations de la pompe, par exemple la méthode STOP, BOMAT, WDLANG, SCILAB, MATLAB, etc). A l'emplacement de la pompe en ligne on met une section singulière avec un ouvrage de type vanne. Pour cette même vanne on déclare l'ouverture comme commande U du module de régulation, en mode débit (contrôleur esclave). Cf doc sur les Modules de régulation et les Paramètres généraux pour U pour plus de détail. Cette solution est probablement la meilleure mais elle nécessite l'utilisation d'un module de régulation.

Modélisation des seuils triangulaires

David Dorchies — 2009-10-22T15:06:45Z

Loi des seuils

function [Q] = vnotch(T,h,alfa,Cd,e)
% T : 1 pour vrai V-Notch
% T : 2 pour V-Notch equivalent
% h : cote amont
% Q : debit
% Initialisation ---------------------------------------------
R2G = sqrt(2*9.81);
if (T==1)
% Seuil triangulaire
 Q=1.32*tan(alfa/2)*h^2.47;
else
% Seuils horizontaux équivalents
if (h>0)
 L=e*tan(alfa/2);
 Q=Cd*R2G*L*h^1.5;
end
if (h>e)
 Q=Q+Cd*R2G*2*L*(h-e)^1.5;
end
if (h>2*e)
 Q=Q+Cd*R2G*2*L*(h-2*e)^1.5;
end
if (h>3*e)
 Q=Q+Cd*R2G*2*L*(h-3*e)^1.5;
end
if (h>4*e)
 Q=Q+Cd*R2G*2*L*(h-4*e)^1.5;
end
end

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Comparaison des résultats obtenus par les deux lois sur un exemple

% Parametres --------------------------------------------
pas=0.005;
val=100;
alfa=pi/2;
e=0.1;
Cd=0.38;
% Calcul ------------------------------------------------
for i=1:val
 [Q(i,1)]=vnotch(1,i*pas,alfa,Cd,e);
 [Q(i,2)]=vnotch(2,i*pas,alfa,Cd,e);
end
% Ecarts en débit
plot(Q);
% Ecarts relatifs en %
plot((Q(:,2)-Q(:,1))/Q(:,1));

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Equation et calage des ouvrages (vannes et seuils)

David Dorchies — 2009-10-22T15:06:45Z

Nous fournissons ci-dessous les codes de 2 fonctions MatLab .m (Qouvrage.m et calage_f.m) et d'un fichier script .m (calage_r.m) utiles pour caler un coefficient de débit à partir de mesures en utilisant les équations d'ouvrages programmées dans SIC.

Modélisation des ouvrages (vannes et seuils) (code à copier dans un fichier Qouvrage.m)

function [Q,C,w] = Qouvrage(T,h1,h2,w,hv,L,Cd)
% T=1 : Seuil Orifice avec surverse éventuelle (SIC)
% 2 : Seuil Vanne avec surverse éventuelle (SIC)
% 3 : Classique Seuil
% 4 : Classique Orifice
% 5 : Classique Noyee
% 6 : Cunge avec differentes conditions d'ecoulement
% h1 : cote amont (par rapport au radier)
% h2 : cote aval (par rapport au radier)
% w : ouverture (par rapport au radier)
% hv : hauteur de la vanne (pour le calcul de la surverse éventuelle)
% L : largeur
% Cd : coefficient de debit
% Q : debit
% C : code couleur correspondant aux conditions d'ecoulement
% C=0; debit nul
% C=1; surface libre denoye
% C=2; surface libre noye
% C=3; charge denoye
% C=4; charge noye partiel
% C=5; charge noye total
% C=C+10; si surverse
% Initialisation ---------------------------------------------
R2G = sqrt(2*9.81);
R32 = 3*sqrt(3)/2;
% Tests ------------------------------------------------------
Q=0;
C=0;
if (w==0 & hv==0)
 Q=0;
 return
end
if (h2>h1)
 Q=0;
 return
end
if (h1==0)
 Q=0;
 return
end
% Seuil - Orifice ===========================================
if (T==1 & w>0)
% Conditions d'ecoulement ------------------------------------
 if (h1<=w)
 surfacelibre='oui';
 else
 surfacelibre='non';
 end
 alfa=2/3;
 if (h2<=alfa*h1)
 denoye='oui';
 else
 denoye='non';
 if (h2<=2/3*h1+w/3)
 partiel='oui';
 else
 partiel='non';
 end
 end
% Seuil - Denoye ---------------------------------------------
 if (surfacelibre=='oui') & (denoye=='oui')
 Q=Cd*L*R2G*(h1^1.5);
 C=1;
 end
% Seuil - Noye -----------------------------------------------
 if (surfacelibre=='oui') & (denoye=='non')
 Cs=R32*Cd;
 Q=Cs*L*R2G*((h1-h2)^0.5)*h2;
 C=2;
 end
% Orifice - Denoye -------------------------------------------
 if (surfacelibre=='non') & (denoye=='oui')
 Q=Cd*L*R2G*(h1^1.5-(h1-w)^1.5);
 C=3;
 end
% Orifice - Noye ---------------------------------------------
 if (surfacelibre=='non') & (denoye=='non')
% Ennoyement partiel ---------------------------------
 if (partiel=='oui')
 Q=Cd*L*R2G*(R32*h2*(h1-h2)^0.5-(h1-w)^1.5);
 C=4;
% Ennoyement total -----------------------------------
 else
 Cs=R32*Cd;
 Q=Cs*L*R2G*((h1-h2)^0.5)*w;
 C=5;
 end
 end
end
% Seuil - Vanne =============================================
if (T==2 & w>0)
% Calcul de parametres ---------------------------------------
 mu0=2/3*Cd;
% Conditions d'ecoulement ------------------------------------
 if (h1<=w)
 surfacelibre='oui';
 muf=mu0-0.08;
 alfa=0.75;
 else
 surfacelibre='non';
 mu =mu0-0.08/(h1/w);
 mu1=mu0-0.08/(h1/w-1);
 alfa=1-0.14*h2/w;
 if (alfa<0.4)
 alfa=0.4;
 end
 if (alfa>0.75)
 alfa=0.75;
 end
 end
 if (h2<=alfa*h1)
 denoye='oui';
 else
 denoye='non';
 x=sqrt(1-h2/h1);
 beta=-2*alfa+2.6;
 if (x>0.2)
 KF=1-(1-x/sqrt(1-alfa))^beta;
 else
 KF=5*x*(1-(1-0.2/sqrt(1-alfa))^beta);
 end
 alfa1=1-0.14*(h2-w)/w;
 if (alfa1<0.4)
 alfa1=0.4;
 end
 if (alfa1>0.75)
 alfa1=0.75;
 end
 if (h2<=alfa1*h1+(1-alfa1)*w)
 partiel='oui';
 else
 partiel='non';
 end
 end
% Seuil - Denoye ---------------------------------------------
 if (surfacelibre=='oui') & (denoye=='oui')
 Q=muf*L*R2G*(h1^1.5);
 C=1;
 end
% Seuil - Noye -----------------------------------------------
 if (surfacelibre=='oui') & (denoye=='non')
 Q=KF*muf*L*R2G*(h1^1.5);
 C=2;
 end
% Vanne - Denoye ---------------------------------------------
 if (surfacelibre=='non') & (denoye=='oui')
 Q=L*R2G*(mu*h1^1.5-mu1*(h1-w)^1.5);
 C=3;
 end
% Vanne - Noye -----------------------------------------------
 if (surfacelibre=='non') & (denoye=='non')
 x1=sqrt(1-(h2-w)/(h1-w));
 beta1=-2*alfa1+2.6;
 if (x1>0.2)
 KF1=1-(1-x1/sqrt(1-alfa1))^beta1;
 else
 KF1=5*x1*(1-(1-0.2/sqrt(1-alfa1))^beta1);
 end
% Ennoyement partiel ---------------------------------
 if (partiel=='oui')
 Q=L*R2G*(KF*mu*(h1^1.5)-mu1*(h1-w)^1.5);
 C=4;
% Ennoyement total -----------------------------------
 else
 Q=L*R2G*(KF*mu*(h1^1.5)-KF1*mu1*(h1-w)^1.5);
 C=5;
 end
 end
end
% Surverse dans cas 1 et 2 ===================================
if hv==0
 hv=inf;
end;
if (T==1) | (T==2)
 if (h1>w+hv)
 surverse='oui';
 alfa=2/3;
 if (h2-w-hv<=alfa*(h1-w-hv))
 denoyesurverse='oui';
 else
 denoyesurverse='non';
 end
 else
 surverse='non';
 end
 % Surverse - Denoye -------------------------------------------
 if (surverse=='oui')
 if (denoyesurverse=='oui')
 Q=Q+0.4*L*R2G*(h1-w-hv)^1.5;
 C=C+10;
 else
 Q=Q+1.04*L*R2G*((h1-h2)^0.5)*(h2-w-hv);
 C=C+10;
 end
 end
end
% Classique - Seuil ==========================================
if (T==3)
 Q=Cd*L*R2G*h1^1.5;
 C=1;
end
% Classique - Orifice ========================================
if (T==4)
 if (h1>w)
 Q=Cd*w*L*R2G*(h1-w/2)^0.5;
 C=3;
 else
 Q=0;
 C=0;
 end
end
% Classique - Noyee ==========================================
if (T==5)
 if (h1>h2)
 Q=Cd*w*L*R2G*(h1-h2)^0.5;
 C=5;
 else
 Q=0;
 C=0;
 end
end
% Classique Cunge ===========================================
if (T==6)
% Conditions d'ecoulement ------------------------------------
 if (h2<=2/3*h1)
 denoye='oui';
 if (w<=2/3*h1)
 surfacelibre='non';
 Q=Cd*L*R2G*w*((h1-w)^0.5);
 C=3;
 else
 surfacelibre='oui';
 Q=Cd*L*R2G/R32*h1^1.5;
 C=1;
 end
 else
 denoye='non';
 if (w<=h2)
 surfacelibre='non';
 Q=Cd*L*R2G*w*((h1-h2)^0.5);
 C=5;
 else
 surfacelibre='oui';
 Q=Cd*L*R2G*h2*((h1-h2)^0.5);
 C=2;
 end
 end
end

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Fonction intermédiaire utilisée pour le calage (code à copier dans un f.m)

function Q = f(Cd)
% fonction utilisee pour le calage dans calage_r.m
% T=1 : Seuil Orifice (SIC)
% 2 : Seuil Vanne (SIC)
% 3 : Classique Seuil
% 4 : Classique Orifice
% 5 : Classique Noyee
% h1 : cote amont (par rapport au radier)
% h2 : cote aval (par rapport au radier)
% w : ouverture
% hv : hauteur de la vanne (pour le calcul de la surverse éventuelle)
% L : largeur
% Cd : coefficient de debit
% Q : debit calcule par Qouvrage
% Qm : debit mesure pour le calage
% C : code de couleur correspondant aux conditions d'ecoulement
% Initialisation
T = 2;
hr = 41.95
h1 = 43.28 - hr;
h2 = 42.77 - hr;
hv = 0;
w = 0.66;
L = 1.39;
Qm = 1.909;
% Calcul
[Q,C,w] = Qouvrage(T,h1,h2,w,hv,L,Cd);
Q = Q - Qm;

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Calage du coefficient de débit (code à copier dans un fichier calage_r.m)

% Fichier .M utilisé pour caler Cd
% fzero est une fonction MatLab qui trouve le zéro
% d'une fonction proche d'une valeur donnée
Cd = fzero('calage_f',0.5)

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Une fois que ces codes ont été copiés dans les fichiers .m comme indiqué ci-dessus, il suffit d'exécuter le fichier script .m (calage_r.m) pour calculer le coefficient de débit Cd à partir de mesures h1, h2, Qm et de la description de l'ouvrage (hr, hv, w, L) en utilisant les équations d'ouvrages programmées dans SIC (divers choix sont proposés).

Modélisation des passages à sec

David Dorchies — 2009-10-22T15:06:45Z

Un autre problème rencontré sur certains réseau est celui des biefs secs. En calcul en régime permanent cela ne pose pas de problème particulier. Par contre, il est impossible d'effectuer une simulation sur un tel réseau en régime transitoire. Deux solutions sont envisageables.

La première consiste à ajouter un débit fictif en tête de zone sèche et à retrancher ce débit en fin de zone, afin de ne pas perturber l'écoulement ailleurs.

Une deuxième solution consiste à extraire un sous-système du système complet ne contenant que les biefs qui coulent. Cette deuxième solution n'est plus satisfaisante si le ou les biefs secs se mettent à couler ou s'assèchent en cours de simulation.

Mais ce problème dit du "front sec" (cas du remplissage) ou du "fond sec" (cas du remplissage et de la vidange ou ressuyage) est difficile à résoudre de manière satisfaisante. Le Cemagref y travaille et une prochaine version de SIC devrait intégrer cette possibilité.

Modélisation de biefs torrentiels

David Dorchies — 2009-10-22T15:06:45Z

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.

Annexes

David Dorchies — 2009-10-22T15:06:42Z

Les annexes ci-dessous donnent des indications pour réaliser certaines modélisations particulières.

- Annexes