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Hypothèses et Données

Problèmes rencontrés

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Pour modéliser le transport de phosphore particulaire, nous avons fait le choix d’utiliser le code de calcul LIDO et le module TRACER dont le fonctionnement est détaillé dans un chapitre particulier.

Les choix suivants ont été faits :

Pour LIDO :On s’est placé à l’étiage, à un débit de 40m3/s.

Pour modéliser la Garonne, il a fallu trouver des profils en travers correspondant à la portion étudiée. Nous avons pu obtenir une partie des profils allant de Toulouse jusqu’à Verdun sur Garonne. Pour le reste, n’ayant pas les profils, il a fallu prolonger par une forme canal.

En ce qui concerne le Strickler utilisé entre Toulouse et Verdun sur Garonne, il nous a été conseillé de choisir la valeur 17, ce qui est très faible, mais ce qui correspond à un paramètre de calage et qui ne veut rien dire en réalité.

Pour TRACER : ce module est a l’origine utilisé pour modéliser l’évolution d’un tracer à partir des résultats trouvés par LIDO. Mais il est également possible de modéliser du transport de matière en suspension. En effet, les matières en suspension sont transportées et dispersées dans la masse d’eau comme un traceur passif. Elles se déposent sur le fond, et peuvent être remise en suspension. Pour pouvoir utiliser le programme TRACER, le dépôt est lui aussi considéré comme un traceur qui ne convecte et ne diffuse pas, et dont sa faible épaisseur sur le fond permet de dire qu’il n’influe pas sur l’écoulement.

Les paramètres concernant la MES sont le taux d’érosion (en kg/m2s), le taux critique de sédimentation (en Pa), le taux critique de remise en suspension (en Pa), et la vitesse de chute des matières en suspension (m/s). Il y aura dépôts lorsque la contrainte de cisaillement au fond sera inférieur à la contrainte critique de sédimentation, et il y aura remise en suspension lorsque la contrainte de cisaillement au fond sera supérieur à la contrainte critique de remise en suspension.

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Problèmes rencontrés

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Lors de la première utilisation de LIDO, nous sommes partie de fichiers déjà existant qui ont servi de test pour le logiciel. Nous avons rentré les 76 profils en travers que nous avions à notre disposition, et avons complété les fichiers de données.

Lors du lancement de LIDO, nous avons pu lire un message d’erreur disant que les calculs n’avaient pas été effectués ; le fichier d’erreur ne donnant pas plus d’explication. Il a alors fallu reprendre les fichiers initiaux du cas test, et les modifier étape par étape ; « l’erreur » que nous avons fait ayant étant de vouloir faire toutes les modifications en une seule étape. Il est alors apparu que le principal problème venait du planimétrage. En effet, en de nombreux endroits, le planimétrage sortait des profils en travers.

Ceci n’est pas grave si le nombre de lignes de planimétrage qui sorte du profil sont faibles, mais dans notre cas, nous avons supposé qu’elles devaient être trop nombreuses ce qui expliquait le fait que le logiciel ne fonctionnait pas. Pour remédier à ce problème nous avons tout simplement augmenté la hauteur des berges, ce qui n’a pas eu d’influence sur la résolution hydraulique puisque nous nous sommes placé à l’étiage ce qui veut dire que l’eau s’écoule dans le lit mineur.

Lors de l’utilisation de TRACEUR, le premier problème rencontré a été le fait de ne pas avoir de fichier test correspondant au cas MES. Il était important de trouver des fichiers tests proches de notre problème, car l’utilisation du module TRACEUR dans le cas de transport de MES est très spécial. En effet, par exemple le fichier PARPHY trouvé avec le seul cas test disponible était vide, alors que ce dernier est très important puisqu’il définit les paramètres de la matière en suspension. Sans un exemple ou une notice, ce fichier est inutilisable.

Mais grâce à des documents fournis par le LNH, et notamment le document s’intitulant ‘NOTE DE VALIDATION DE TRACEUR’(HE-43 /95/024/B), nous connaissions l’existence de fichiers tests sur des problèmes de matières en suspension (cas-test numéro 7). Nous avons donc contacté S.Mandelkern, un des auteurs du logiciel, pour qu’il nous envoie ces fichiers ; ce qu’il a fait très aimablement. Le problème suivant rencontré est venu du fait que les fichiers du cas-test 7 correspondait à une ancienne version de LIDO et TRACEUR. Il a donc fallu modifier ces fichiers pour qu’ils correspondent à la nouvelle version. Les modifications qui ont posé problème ont été de deux types :d’une part, le nom des fichiers ne correspondait pas, ce qui posait le problème de savoir quel fichier était reconnu par TRACEUR. Et d’autre part, la partie PARAMETRES TRACEURS dans le fichier TCAS n’était plus organisé de la même manière ;

par exemple, dans l’ancienne version, on choisissait un schéma de convection pour chaque traceur, alors que dans la nouvelle version, on choisit d’abord un schéma de convection qui sera le même pour tous les traceurs, puis on spécifie pour chaque traceur si il peut être convecté ou non.

Ces explications nous ont été également données par S.Mandelkern.

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Résultats

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Ce graphe obtenu avec les données de LIDO visualise la ligne d'eau et la ligne de fond. On voit les brusques oscillations du fond de la Garonne au début (partie où nous avions de nombreux profils en travers). Sur la fin, la ligne d'eau est linéaire puisque le manque de données nous a obliger à modéliser la Garonne comme un canal entre Verdun sur Garonne et Malause.

  

 

Ce graphe visualise les concentrations du phosphore à trois instants donnés: T=14h, 28h, 42h. La concentration maximale correspond 5 mg/l ou 0.005 kg/m3. Le coefficient de diffusion a été choisie égal à 7.5. C'est aussi une supposition car nous n'avions pas de données à notre disposition pour ce coefficient.

On constate que le profil tend à s'étaler avec le temps. Plus la durée est longue, plus le terme de diffusion entraine une dispersion et donc un étalement du front de polluant.

  

Ce graphe visualise l'évolution de la concentration à Malause. On constate que le phosphore dissous émis à Toulouse commence à arriver à Malause au bout de 46h. La concentration maximale est de 5 mg/l. Comme on n'a pas modéliser la sédimentation, l'ensemble du phosphore dissous se retrouve à Malause.

 

 

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