Problèmes de simulation

Condition limite aval : rappel

Lors des observations sur le terrain, nous avions vu que le régime en sortie était nettement fluvial sur la ligne d'arrivée, étant donné le ralentissement des masses d'eau par le bassin d'arrivée. Pour reproduire cette condition de "bassin" en arrivée sans avoir à reproduire le bassin réel en entier dans la simulation, nous avions simplement imposé une hauteur en sortie. Cette condition de hauteur fixe, vitesses libres est habituellement appliquée lorsque l'on souhaite reproduire une condition de type "aval" en régime fluvial. Dans notre cas précis, comme une vanne permet de réguler le débit sortant du bassin d'arrivée vers le canal de restitution, la hauteur n'est pas fixe et peut être réglée. Nous avons choisi cette hauteur égale à 80 cm, de telle sorte que le nombre de Froude reste inférieur à 1 en sortie (infra-critique).

 

Chute de hauteur d'eau devant la sortie

Cette condition a fonctionné pour le parcours réel, sur les trois configurations (épis, épis-îlots, épis-îlots-batardeaux). En revanche elle a posé quelques soucis pour le parcours déplié et le parcours rectiligne. Pourquoi la condition fonctionne-t-elle dans un cas mais pas dans l'autre? Dans le parcours déplié, par rapport au parcours réel avec sa courbure, l'écoulement n'est pas freiné en milieu de parcours. En sortie, l'écoulement est très violent, rappelons que la pente est de 1,6%, la section fait une dizaine de mètres et le débit est de 14m3/s . Lorsque l'on fixe une hauteur d'eau et que des chutes brusques de hauteurs d'eau se produisent en amont immédiat de la sortie, le calculateur garde la condition de hauteur fixe à 80 cm et injecte de l'eau par l'aval puisque l'amont n'en a pas donné suffisamment pour satisfaire la condition de hauteur. 

 

Report du problème de condition à la limite

Afin de s'affranchir du problème de chute d'eau et du cas "raz de marée" par l'aval qui en découle, nous choisissons de reporter le problème plus loin, en aval du parcours. Pour cela nous reprenons le bassin d'arrivée, rond, qui existe réellement, dont la surface fait approximativement 1 400m². Pour simplifier la construction, nous prenons un bassin en forme d'octogone régulier, maillé grossièrement (mailles de 8m de côté) et nous plaçons la sortie du bassin loin de la sortie du canal. Le problème que nous avions de chute d'eau en sortie de canal ne s'observe plus et est reporté à la nouvelle sortie, dans le bassin. Seulement l'onde qui se crée touche au bout d'un certain temps la sortie de notre canal, et le problème revient de nouveau.

 

Optimisation du bassin

Allongement du bassin octogonal

Le bassin octogonal est donc modifié : la sortie du bassin est éloignée de quelques centaines de mètres de la sortie du canal. Le bassin une fois rempli, avec une hauteur en sortie fixée à 80cm,  fait alors près de dix fois le volume d'eau qui circule en régime permanent dans le canal. Mais même après cet essai, c'est un échec, une onde se crée, va et vient, et régulièrement le bas du canal est envahi par les eaux venues du bassin. 

Bassin évasé

Nous avons donc créé un bassin évasé, dont le volume d'eau pour une hauteur de 80cm (environ 80dam3), réussit à "casser" l'onde qui se créait dans nos autres essais. Il est alors choisi pour toutes les configurations de canal en longueur : canal déplié, canal déplié avec îlot, avec îlot-batardeaux et canal rectiligne avec îlots. Toutes les simulations présentées dans la partie résultats du "canal en longueur" ont fait appel à ce bassin même s'il n'est pas représenté sur les figures. Le canal réel, lui, n'en a pas eu besoin.

Bassin octogonal

Bassin en entonnoir


Basses fréquences

Dans les 4 zones que nous avons étudiées en détail, l'analyse spectrale a parfois montré pour les différentes configurations, que les oscillations de hauteurs d'eau avait aussi de très basses fréquences en plus des fréquences caractéristiques observées. Ces fréquences de l'ordre du millième de Hz, qui ne correspond pas à une fréquence de seiche vu les dimensions caractéristiques. Il peut s'agir soit d'une mauvaise durée de prise du signal utilisé pour calculé le spectre, soit de l'onde dont on a parlé dans cette page, que l'on croyait absorbée par le bassin mais qui pourrait survivre. Cette hypothèse est à envisager étant donné que ces problèmes de d'apparition de basses fréquences sont très marqué dans la zone 4, près de la sortie du canal. Elle reste cependant à vérifier.

 

 

Retour au plan (Parcours en longueur)

Vers Conclusions sur le parcours en longueur

 

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