Modèle utilisé

Dans cette partie nous allons définir le modèle que nous avons utilisé : logiciel, profils utilisés, conditions limites... qui nous permettra de modéliser une échancrure dans les digues du secteur 1 et de suivre temporellement la dynamique de la crue.

1/ Principe de calcul de l'étude instationnaire

Le logiciel HEC-RAS permet aussi d'effectuer des études à surface libre unidimensionnelles dans le cas instationnaire permettant ainsi d'obtenir des informations sur l'évolution temporelle des inondations.

De manière générale, la ligne d'eau est obtenue d'une section à une autre en résolvant les équations de continuité et de quantité de mouvement suivantes:


où : - A= section du lit mineur
- S = Section inondée
- Q= débit
- Qi=apport latéraux (nuls pour notre étude)

où: - Q= débit
- V= vitesse
- Sf= la pente

Le logiciel résout ces équations par une méthode d'éléments finis.

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2/Paramétrage du modèle

Pour effectuer une simulation dans le cas instationnaire il est nécessaire de définir comme dans le cas précédent la géométrie du cours d'eau, la rugosité des lits mineurs et majeurs, les levées éventuelles ainsi que les objets d'obstructions.
Nous reprenons ici la même géométrie interpolées sur le logiciel HEC-RAS à 50 m et les même coefficients que la simulation effectuée en stationnaire.

Seules les conditions d'entrée et de sortie doivent être rentrées de nouveau lors de l'étude instationnaire.

 

  • Conditions d'entrée en instationnaire :

Les données demandées comme condition d'entrée peuvent être multiples dans le cas instationnaire. Nous pouvons en effet définir un hydrographe des hauteurs, des débits de la crue ou encore un hydrographe mixant les hauteurs et les débits de la crue considérée.

Dans notre simulation, nous modélisons la crue de juillet 2001 et nous considérons l'hydrogramme de crue suivant fourni par notre contact Epidor :

Hydrogramme de crue Juillet 2001(HEC-RAS)
(*) Jan=Jui

La crue de 2001 débute le 5 juillet 2001 à 00h00 et se termine le 08 juillet 2001 à 12h00. Le pic de crue est ressenti le 06 juillet 2001 à 06h00 du matin pour un débit instantané maximal de 475 m3/s.

 

  • Condition de sortie:

Dans le cas instationnaire nous pouvons ici encore choisir la condition de sortie parmi des hydrographes (hauteurs et/ou débits) ou encore la pente du lit mineur. Nous choisissons comme dans le cas stationnaire de définir une condition aval au profil 1 comme étant une pente moyenne de :

S = 0,00198 m/m.

 

  • Conditions initiales.

Contrairement à l'étude stationnaire, lors d'une étude instationnaire, nous devons définir les conditions initiales de la distribution des débits.
Nous définissons ainsi pour chaque profil en travers le débit initial, c'est à dire avant le début de la crue. Le 05 juillet à 00h00 le débit de l'hydrogramme de crue est de 30 m3/s, nous considérons donc pour chaque profil en travers un débit initial de 30 m3/s dans notre simulation.

 

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3/ Simulations

Lors de l'analyse des débits dans le cadre instationnaire nous devons utiliser trois programmes :

  • « Geometry Preprocessor » : Il permet de définir les profils en travers dans des tables hydrauliques stockant des valeurs d'aire, de stockage... Cela permet d'éviter de recalculer les variables hydrauliques pour chaque itération. Le programme interpole ainsi pour chaque simulation les variables stockées dans les tables.
  • « Unsteady flow Simulation » : Programme effectuant le calcul
  • « Post processor » : Il fournit les profils pour l'étape maximale (soit au pic de crue) ou pour les différentes étapes à des intervalles réguliers. Il permet aussi de créer des animations permettant de voir le comportement des débordements au cours du temps.
Nous paramétrons de plus la simulation comme débutant au début de l'hydrogramme de crue soit le 05/07/2001 à 00h00 et se terminant le 08/07/2001 à 12h00.
Nous définissons aussi les paramètres suivants:
  • Intervalle de calcul = 1 mn
  • Intervalle de temps de sortie de l'hydrographe = 1h
  • Intervalle de temps entre les sorties détaillées = 2h

 


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