Trinôme 1 : Modélisation globale du SEV Pau

 

Objectifs

Nous allons tout d'abord analyser les vidéos qui ont été prises de la surface libre de l'eau aux points qui posent problème. Cela nous permettra dans un premier temps de caractériser et d'analyser les phénomènes oscillatoires en déterminant leurs grandeurs caractéristiques telles que les fréquences et les amplitudes. Ces données seront ensuite utilisées pour le choix d'un pas de temps de calcul et de tailles de mailles lors de la simulation ainsi que pour la comparaison de nos résultats de simulation avec la réalité.

En parallèle, une étude bibliographique des travaux qui ont été effectués en lien avec notre projet est nécessaire. Cela afin de pouvoir comparer nos résultats et observations avec ce qui a déjà été fait et dans le but aussi d'obtenir des pistes d'interprétation des phénomènes mis en jeu.

Enfin, une modélisation à l'aide de Télémac 2D permettra de rendre compte des phénomènes observés dans le but de les étudier afin de proposer une optimisation du stade d'eaux vives. Notre groupe se focalisera sur l'étude du parcours existant en étudiant notamment l'influence de la courbure du parcours et la disposition des épis et des îlots. Une comparaison pourra ainsi être faite avec les travaux du binôme 2 qui étudie le canal simplifié rectiligne. Nos résultats serviront également pour le binôme 3 qui effectue une étude locale.

 

Méthodologie

Les trois axes de notre plan travail sont détaillés ci-dessous.

  • Analyse des vidéos

- Analyse qualitative des problèmes rencontrés et détermination des ordres de grandeurs des phénomènes
- Traitement des données avec le logiciel Matlab
- Détermination de la hauteur de surface libre en fonction du temps en des points pertinents
- Spectre des fréquences obtenu par la méthode de la transformée de Fourrier
- Évolution de l'amplitude et des fréquences des phénomènes le long du parcours
- Déplacement sur sites pour la réalisation de vidéos supplémentaires
 
  • Étude bibliographique

- Recherche d'articles notamment sur les roll waves et sur l'étude des passes à poissons
- Élaboration d'hypothèses sur les phénomènes observés (causes...)
- Études théoriques de l'influence des îlots et des épis (forme, espacement, orientation, symétrie)
- Application au SEV de Pau

 

  • Modélisation

- Mise en place de la bathymétrie
Ayant à disposition un plan numérique du stade d'eaux vives, la première étape consistera à établir une bathymétrie exploitable par Matisse. Pour cela nous utiliserons le logiciel Digitizer qui permet de représenter un objet en relevant un échantillon de points discrets de cet objet.
 
- Détermination des conditions initiales et aux limites
Notre projet consistant à étudier des phénomènes instationnaires, les conditions initiales et aux limites auront une influence importante sur les calculs. Il nous faudra donc les déterminer avec soin.
 
- Modélisation numérique d'un canal simplifié
Le logiciel que nous utiliserons pour effectuer la modélisation du SEV de Pau est le logiciel Telemac 2D. C'est un logiciel résolvant les équations de Saint-Venant 2D idéal pour les problèmes d'hydraulique à surface libre. Notre modélisation s'effectuera ensuite en 3 temps.
Tout d'abord, nous nous attacherons à modéliser uniquement la forme du parcours (en rouge sur le schéma). Nous effectuerons les premiers calculs sur ce modèle afin de rendre compte de l'influence de la courbure du stade sur les phénomènes oscillatoires.
Ensuite, nous ajouterons à notre modélisation les épis se trouvant de sur les côtés du SEV (en bleu). Leur taille, leur espacement, et leur disposition (de façon symétrique ou non) seront à optimiser.
Enfin nous ajouterons les îlots (en violet). De même nous étudierons l'influence de leur placement par rapport aux épis.
 
- Validation des résultats
Au cours des calculs, nous nous attacherons particulièrement à déterminer l'évolution de la hauteur de surface libre au cours du temps, et nous confronterons en permanence nos résultats aux résultats théoriques, à ceux observés dans la réalité ainsi qu'aux résultats obtenus par les deux autres binômes.

 

 

Organisation du travail

 

Au cours des 6 semaines de BEI, nous allons en permanence être en relation avec les deux autres binômes et échangeront continuellement nos résultats de la façon suivante :

 

Planning prévisionnel


 

 

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Vers Binôme 2

 

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