Remarques préliminaires sur le logiciel utilisé

Dans un premier temps, nous introduisons ici quelques difficultés et incertitudes concernant les simulations réalisées sous CANOE.

 

  • Écarts volumiques

Nous avons pu constater dans différentes configurations que CANOE observe des écarts volumiques lors des simulations. Ceci nous a fortement étonnées puisque par construction, ce logiciel est conservatif. Aussi nous avons essayé de comprendre ce qu'il se passait, d'autant plus que les résultats alors obtenus ne sont pas exploitables : il manque de l'eau donc les débits, hauteurs et vitesses en sortie ne sont pas représentatifs.

Tout d'abord, il faut noter que les bassins versants routiers que nous modélisons ont des superficies de l'ordre de 0,1 ha, des plus longs parcours de l'eau d'environ 80 m et des coefficients d'imperméabilisation de 90%. Or, les bornes usuelles de CANOE correspondent à des bassins versants plus grands (surface supérieure à 5ha et parcours de l'eau supérieur à 100 m), et peu imperméabilisés. Aussi, nous sortons du domaine de "vol" de CANOE ce qui explique les écarts observés.

En effet, nous avons réalisé une simulation avec un bassin versant routier relié directement à un tronçon unique. En augmentant la superficie du bassin versant, nous n'observons plus d'écarts. De plus, en diminuant ensuite cette valeur pour "recoller" à la réalité, nous n'observons plus d'écarts de volumes non plus. Ceci s'explique par le fait que nous avons forcé la simulation à converger en mettant une grande superficie. La simulation suivante avec une petite surface repart alors du résultat de la simulation précédente et converge plus facilement.

Aussi, pour des configurations simples sans chute, il suffit de réaliser une première simulation avec un grand bassin versant puis de diminuer cette superficie en rentrant la valeur réelle observée et on obtient alors une simulation sans écarts de volumes.

Nous avons alors complexifié notre réseau en insérant une chute d'eau correspondant au déversement d'un caniveau dans une buse. En procédant de la même manière que précédemment, nous avons mis une grande superficie de bassin versant que nous avons diminué au fur et à mesure pour atteindre la valeur réelle de la superficie de ce bassin. On observe alors qu'en dessous de 0,8 ha, la simulation ne converge plus, peu importe la façon dont on a diminué la superficie.

On précise ci-dessous les modalités de représentation de ces chutes d'eau.

 

  • Hauteurs de chute

Le réseau hydraulique permettant la collecte et l'évacuation de l'eau sur la chaussée comporte des ouvrages d'intersections tels que des regards (définis dans la partie Ouvrages). Ils permettent de relier les caniveaux à fente ou à grille, qui constituent des ouvrages longitudinaux, aux buses transversales. Ces ouvrages n'ont pas la même profondeur, car les caniveaux se situent au niveau de la surface pour récolter l'eau de la chaussée, alors que les buses permettent d'évacuer l'eau et passent en dessous de la chaussée. Aussi, au niveau des regards, il y a des chutes d'eau des caniveaux vers les buses.

 

Pour représenter ces singularités dans notre réseau, nous avons consulté la documentation de CANOE. Malheureusement, nous possédons à l'ENSEEIHT la dernière version de CANOE, (version 3.5) et la documentation en ligne la plus récente ne date que de 2005, ce qui ne correspond  pas à notre version.

Aussi, nous avons commencé par représenter les hauteurs de chutes en insérant une différence de hauteur entre la côte radier du nœud aval et la côte du tronçon. Cela nous crée donc un saut de hauteur d'eau. Cependant, cette configuration concourt à l'augmentation des écarts volumiques lors de la simulation (voir paragraphe précédent).

 

Visualisation de la configuration avec insertion d'une différence
de hauteur entre la côte radier du noeud aval et la côte du tronçon

 

Ainsi, nous avons choisi d'essayer une deuxième configuration, en décalant légèrement les points haut et bas de la chute et en insérant une canalisation de même diamètre entre les deux (la perspective du schéma ci-dessous est trompeuse). Cette configuration contribue également à la création d'écarts volumiques lors de la simulation, qui, de plus, sont du même ordre que ceux obtenus précédemment.

 

Visualisation de la configuration avec décalage des points
hauts et bas de la chute et insertion d'une canalisation

 

En tout état de cause, il apparaît que le fait d'avoir de très fortes pentes introduit une complexité supplémentaire qui ne permet pas aux simulations de converger avec nos données. Ceci pourrait s'expliquer par le fait que CANOE ne reproduit pas bien ce qu'il se passe en 2D.

En conclusion, il n'existe pas de représentation idéale pour les chutes d'eau sous CANOE. Il faut donc s'adapter en fonction de la configuration du réseau et choisir le modèle qui engendre le moins d'écarts volumiques.

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