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

Conditions initiales des algues fixées

David Dorchies — 2011-01-27T13:45:27Z

La définition des conditions initiales des algues fixées est accessible via l'écran de définition des classes de qualité en cliquant sur le bouton « Editer les conditions initiales de ... fixé »

Les conditions initiales sur les sections du réseau se saisissent de la même façon que les Striklers et les infiltrations en mode hydraulique : on définit une valeur par bief ou portion de bief définie par une abscisse de début et de fin.

Paramètres de simulation

David Dorchies — 2011-01-27T13:24:18Z

Par saisir les paramètres de simulation, cliquer sur le bouton ou aller dans le menu Outils > Paramètres de simulation.

Paramètres de la méthode de Newton

Les calculs de transport réalisés dans les sections et dans les noeuds avec casier nécessitent, dans le cas où au moins une loi d'évolution est non nulle, de résoudre l'équation par la méthode de Newton.

On peut donc définir :

le nombre maximum d'itération de la méthode
La précision recherchée

Si la précision recherchée n'est pas atteinte au bout du nombre maximum d'itération, le calcul s'arrêtera avec le message d'erreur « Non convergence du Newton dans la section ».

Options de simulation

Simulation en transitoire

Au premier pas de temps de calcul, la simulation est en régime permanent qui sert ensuite de condition initiale pour le calcul des pas de temps suivant en transitoire. Cette option si elle est décochée permet de faire calculer les pas de temps suivant en régime permanent.

Dump texte du dernier pas

Cette option permet d'écrire toutes les données du dernier pas de temps du module ALGEQUEAU aux sections de calcul dans un fichier texte à colonnes fixes.

Le fichier sera crée dans le même dossier que le fichier XML et sera nommé NomDuFichierXml_FLUVIA.ALG ou NomDuFichierXml_SIRENE.ALG en fonction du calcul hydraulique utilisé.

Temps

La description de ces paramètres est la même que celle des paramètres de temps de l'hydraulique.

Le temps de début et de fin de simulation et le pas de temps peuvent être différents de ceux de l'hydraulique :

si un pas de temps du module ALGEQUEAU n'est pas égal à celui d'un pas de temps hydraulique, les données hydrauliques utilisées pour le calcul seront une interpolation des deux pas de temps hydrauliques les plus proches à droite et à gauche du pas de temps calculé.
le début et la fin effective de la simulation se caleront à l'intersection des plages de temps de l'hydraulique et du module ALGEQUEAU (cf. schéma exemple si dessous).

Données météorologiques

David Dorchies — 2011-01-27T10:36:08Z

Pour saisir les données météorologiques, il faut cliquer sur le bouton ou aller dans le menu Outils > Données météorologiques.

Cet écran permet de saisir les paramètres suivants :

Température de l'air (°C)
Humidité de l'air (entre 0 et 1)
Albédo (entre 0 et 1)
Rayonnement net (W.m^-2)
Vitesse du vent (m.s^-1)

Toutes ces données peuvent être paramétrées ou fonction du temps.

Coefficients de masquage

La présence de tunnel ou plus généralement d'ombrage est signalée sur le réseau par un coefficient de masquage valant entre 0 et 1.

Pour accéder à la saisie de ces coefficients, cliquer sur le bouton « Saisir les coefficients de masquage » présent au bas de l'écran de saisie des données météorologiques.

La saisie des coefficients de masquage se fait comme pour les Strickler et les infiltrations avec une sélection par bief ou portion de bief définie par des abscisses de début et de fin.

Le coefficient de masquage est constant, il n'est donc pas pour l'instant possible de simuler un ombrage modifié par l'orientation du Soleil au cours de la journée.

Conditions aux limites

David Dorchies — 2011-01-27T09:53:37Z

Les classes de qualité simulées de le module se déplacent de l'amont vers l'aval, il est donc nécessaire de définir les concentrations ou la température de l'eau entrant à l'amont du système. De plus, à chaque intersection du réseau (diffluence de bief ou de prise à un nœud), la répartition de la classe de qualité peut ne pas être homogène et nécessite la définition d'un coefficient k de répartition. L'écran de saisie des conditions aux limites permet de saisir tous ces paramètres.

Pour saisir les conditions aux limites, cliquer sur le bouton ou aller dans le menu Outils > Conditions aux limites.

Le premier menu déroulant permet de choisir le type d'élément du réseau sur lequel on veut définir un paramètre :

Bief : k à l'amont topologique (pour gérer le cas de l'inversion de débit) et k à l'aval topologique ;
Ouvrage en travers : k de l'ouvrage en travers ;
Noeud : k de l'infiltration dans le casier ;
Prise : Apport (= condition à la limite) pour un débit entrant dans le système et k pour les débits sortants.

La seconde liste permet de choisir l'élément parmi le type choisi.

La troisième liste permet de choisir sur quelle classe de qualité on veut agir.

Une fois la classe de qualité choisie, on peut saisir au bas de la fenêtre les différents paramètres qui peuvent être paramétrés ou fonction du temps.

Les coefficient de répartition k peuvent être « ajustables » afin d'assurer la conservation de la masse au nœud dans le cas où on définit des coefficients de répartition k différents de 1 et qu'il n'y a pas de casier au nœud.

Saisie des lois d'évolution

David Dorchies — 2011-01-26T16:10:26Z

On définit les lois d'évolution pour chaque compartiment de classe de qualité.

L'accès à la saisie des lois d'évolution se fait via l'écran de saisie des classes de qualité.

Cliquer sur le bouton « Ajouter une loi » pour ajouter une loi d'évolution à la classe de qualité en cours.

Pour chaque loi d'évolution, on peut définir une description est choisir une loi dans une liste déroulante. Les lois d'évolution gérées par le module ALGEQUEAU sont décrites précisément dans le guide théorique.

Pour chaque loi d'évolution, on définira une ou plusieurs classe de qualité dite « actante » qui interviennent dans la loi (en entrée et/ou en sortie) ainsi que des paramètres. Les paramètres saisis peuvent éventuellement être paramétrés ou fonction du temps.

Pour la loi d'évolution de la température, nous aurons à définir la classe actante à savoir la température elle-même.

Ajout d'un module Qualité à un scénario hydraulique

David Dorchies — 2011-01-26T16:10:22Z

Pour chaque scénario hydraulique, il est possible de créer un module Qualité.

Lors de l'édition d'un scénario hydraulique, on entre dans le module Qualité en allant dans le menu Outils et en choisissant « Module Qualité ».

La première étape nécessaire pour utiliser ce module est de définir les classes de qualité qui devront être simulées.

Le module est ensuite accessible à partir de l'explorateur de projet à partir du moment où au moins une classe de qualité a été définie. Le module peut être supprimé du scénario à partir de l'explorateur de projet.

Définition des classes de qualité

David Dorchies — 2011-01-26T11:00:11Z

L'accès à la définition des classes de qualité se fait via le bouton ou via le menu Outils > Définition des classes de qualité.

Pour ajouter une nouvelle classe de qualité, cliquer sur le bouton « Ajouter une classe de qualité ». L'ordre choisi des classes de qualité n'a pas d'importance car la résolution des échanges entre classes est simultanée.

Pour chaque classe de qualité, on peut définir :

Son nom
Son type

En fonction du type de classe de qualité, les fonctionnalités disponibles seront différentes.

Classe de qualité de type température ou nutriment

Ces types de classe de qualité ne possède qu'un compartiment dérivant, ils ne proposent que la possibilité de saisir des lois d'échange que pour ce compartiment.

Classe de qualité de type algue ou sédiment

Ces types possèdes un compartiment fixé et un compartiment dérivant. Chaque compartiment aura ses propres lois d'évolution et, pour le compartiment fixé, il sera nécessaire de définir les conditions initiales de la simulation.

Présentation

David Dorchies — 2011-01-24T16:27:48Z

Le module ALGEQUEAU est un module permettant d'effectuer des simulations de qualité des eaux à partir d'une simulation hydraulique réalisée avec FLUVIA ou SIRENE. Il a été développé spécialement pour simuler le développement des algues dans les canaux d'irrigations.

Un scénario hydraulique ne peut contenir qu'un seul module ALGEQUEAU. Cependant, les données hydrauliques utilisées pour le calcul du module pourront parvenir de n'importe quelle variante du scénario hydraulique.

La première étape nécessaire pour utiliser ce module est de définir les classes de qualité qui devront être simulées.

Les classes de qualité gérées par le module ALGEQUEAU sont de 6 types :

Température (en °C)
Nutriment (en mg/l)
Algue fixe (en g/mètre linéaire de canal)
Algue en dérive (en mg/l)
Sédiment fixe (m3/m)
Sédiment transporté (g/m3)

Les classes de qualité pouvant être dépendantes ou non les unes des autres via les lois d'évolutions, il est possible de simuler plusieurs scénarios d'évolution d'un même nutriments ou d'une même algues en un seul calcul en définissant autant de classe et lois d'évolution que nécessaire.

Pour l'instant le logiciel permet de :

Transporter les températures, les nutriments et les algues en dérives de l'amont vers l'aval du réseau via l'intégration de l'équation de transport (sans la diffusion).
Calculer en chaque section les échanges (lois d'évolution) entre les classes de qualités pendant le calcul du transport.
Définir des répartitions non homogènes aux diffluences (biefs défluents et prises aux nœuds) avec un ajustement paramétrable et automatique pour la conservation de la masse au nœud.

Fonctionnalités à développer :

Permettre des inversions de débit dans le réseau par rapport au sens topologique.
Définir des répartitions non-homogène aux structures en travers.