Modules " Calcul ligne d’eau " et " coûts "

Préambule :

                    Le logiciel ayant été mis en vente alors qu'il ne gérait que le dimensionnement, un mode d'emploi existe déjà sur ses premières fonctionnalités. Par conséquent, nous nous attacherons, dans cette partie, à décrire et expliquer uniquement les nouveaux aspects du logiciel.

Remarque préliminaire :

         On peut déjà noter que les nouveaux outils, "Calcul de la ligne d’eau" et "Modifications des paramètres", ne sont accessibles que lorsqu’un premier calcul de dimensionnement a été réalisé.
         De plus, la nouvelle interface graphique exige de spécifier l'échelle du dessin, dès l'ouverture d'un projet.
 

Interface graphique de la fenêtre générale:

       Dès l'ouverture du logiciel, apparaît la fenêtre graphique. Elle offre le luxe d'obtenir directement un aperçu du réseau et des collecteurs relatifs au projet ouvert. Cette nouvelle interface exige de spécifier l'échelle du dessin dès l'ouverture du projet. Par la suite, on pourra manipuler les différents éléments, grâce, entre autres, aux boutons situés à gauche de l'écran.
       Il est absolument impératif de commencer à décrire le réseau en dessinant sa forme générale. En effet, la fenêtre "Collecteurs" ne permettra plus, à terme, de créer des collecteurs; comme cette dernière comportait, à cet effet, un bouton "Nouveau", celui-ci sera rendu inutilisable. Ainsi, l'ajout ou la création de tronçons est assurée par l'interface graphique, qui peut aussi gérer les modifications de la géométrie des tronçons. Pour cela, il suffit de double-cliquer sur un tronçon ou un nœud, pour ouvrir les fenêtres concernées, et de dessiner tout simplement le nouveau collecteur.
        Les différents boutons sont très explicites et simple d'utilisation: il faut d'abord cliquer sur l'un d'eux pour sélectionner l'action à réaliser, puis la souris se comporte comme désiré.

Saisie des données nécessaires au calcul de la ligne d’eau et des coûts:

        Il faut d'abord préciser que toutes les données ne sont pas requises pour les calculs. Ainsi, on en distingue plusieurs types:

a) Les données indispensables:

        Comme les calculs des lignes d'eau et de charge reposent sur des itérations à partir de l'aval, et comme les coûts sont calculés en même temps, il est impératif de donner la hauteur d’eau à l’exutoire, et de décrire le type de sol rencontré lors de la pose des collecteurs. La fenêtre à utiliser est obtenue à partir du menu " Hauteur aval ", contenue dans le menu " Edition ".

• La hauteur d’eau à l’exutoire est exprimée en m. Elle correspond à la hauteur réelle dans la conduite, et peut dépasser la dimension du diamètre du collecteur si l'exutoire est submergé. Le logiciel conserve un certain sens physique, puisque si la hauteur à l'exutoire est choisie comme inférieure à la hauteur critique, le logiciel la fixera par défaut à la hauteur critique. En effet, pour un exutoire dénoyé, on assimile la sortie à un déversoir, d'où le passage par la hauteur critique;
• Les types de sol sont classés en trois catégories qui se distinguent suivant la difficulté à les extraire. Elles sont classées des sols les plus malléables (type 1) aux sols les plus contraignants (type 3). Ceci conditionne le coût des travaux, et donc des collecteurs.

       Si ce n’est pas déjà fait, l’opérateur doit donner le nombre de regards qu’il prévoit pour chaque collecteur. Il fournira cette information dans le menu " Edition , Collecteurs ". Cette donnée est spécifique à chaque tronçon.

       Il n’est pas forcément nécessaire de fournir les données suivantes, puisqu’elles sont affectées de valeurs par défaut. Elles regroupent les coefficients de pertes de charge, la rugosité, le bordereau des prix, ainsi que la condition de débordement.
      Mais l’utilisateur peut les modifier à sa guise, par la fonction " Paramètres de calage ", contenu dans le menu " Edition ".

• Les coefficients de pertes de charge sont généralement compris entre 0,5 et 2,5 pour des regards. On peut préciser que la littérature préconise de modifier leurs valeurs suivant qu'on se trouve en charge ou en surface libre;
• La rugosité représente la rugosité géométrique classique. Elle est utilisée dans la formule de Colebrook pour calculer le coefficient de perte de charge linéaire. Son ordre de grandeur est de 1 à 10 mm;
• La condition de débordement repose sur une charge limite, fixée par rapport au terrain naturel (TN); sa valeur est, par défaut, 0 m. Ainsi, dès que la charge de l’écoulement est supérieure à la cote du terrain naturel, le logiciel indique le débordement.

Calcul:

      Le calcul de la ligne d’eau et des coûts est lancé par le menu " Fichier, Calcul ligne d’eau ".
      La procédure de calcul compare toutes les pentes aux pentes critiques, afin de déterminer si elles ne sont pas trop importantes. Dans le cas défavorable, une boîte de message apparaît alors pour prévenir l'utilisateur. Le calcul n’est pas réalisé, et l’utilisateur doit modifier les pentes ou les diamètres de son réseau. Pour cela, il utilise le menu " Fichier, Modifications "(cf. Fin de la page).

       Cette précaution est prise pour éviter que l’écoulement soit torrentiel et qu’apparaissent des ressauts hydrauliques pouvant conduire à la mise en charge des collecteurs. En effet, en régime torrentiel, les hauteurs d'eau sont basses, et les vitesses grandes; si un tronçon de faible pente succède à un autre de forte pente, il va se créer un ressaut hydraulique, c'est-à-dire une remontée assez brusque du niveau de l'eau, accompagnée de pertes de charge singulières: ce phénomène peut être dangereux, car la hauteur conjuguée, obtenue en aval du ressaut, est parfois grande (d'où le passage en charge). Dans ce cas, on s'expose à des débordements, qu'on ne souhaite absolument pas.

Visualisation des résultats:

       Les résultats concernent la hauteur d’eau et la charge le long des différents tronçons; ils sont obtenus dans un fichier texte (appelé "charge_out"), que l’on rend lisible par la procédure " Fichier, exporter vers ". Alors, il peut être lu comme un fichier texte.

       La hauteur d’eau est visualisable graphiquement dans le menu " Affichage, Graphiques ".

       Le coût de chaque collecteur est donné dans le menu " Fichier, Modifications ", ainsi que son statut.
      Le statut précise l’état de l’écoulement dans le collecteur. Plusieurs cas sont possibles :

- écoulement en charge;
- débordement;
- vitesse trop importante.

       Cette information permet à l’utilisateur d’agir en conséquence pour palier à ces éventuels problèmes.

Modifications du réseau:

      Pour répondre aux différents problèmes (contraintes extérieurs, passage en régime torrentiel, incompatibilité avec le cahier des charges...), l’opérateur doit utiliser le menu " Fichier, Modifications ".

      Cette fenêtre se compose d'un tableau, dont toutes les cases ne sont sujettes à modification par l'utilisateur: en effet, les longueurs, les cotes de radiers amont et aval, et le diamètre du collecteur sont accessibles. Par contre, les cases à caractère informatif sont figées.
      La pente est automatiquement calculée (pour mieux comprendre la géométrie), et adaptée, à partir des notifications sur les radiers amont et aval; seule cette grandeur est effectivement accessible. Le statut est informatif, et peut changer suivant les nouvelles données entrées. Quant au coût, celui-ci est calculé avec la ligne d'eau, et se corrige aussi automatiquement.

Plusieurs possibilités s'offrent donc à l'utilisateur:
- Il peut modifier uniquement le diamètre d’un collecteur;
- Il peut aussi modifier la pente. Il doit alors choisir, par l’intermédiaire de la boîte de dialogue, de recalculer le diamètre par la formule de Manning Strickler ou de l’imposer.

      Dans tout les cas, le coût du collecteur est automatiquement recalculé.

      Pour connaître l’influence de ces changements sur la ligne d’eau, il faut cliquer sur le bouton "Enregistrer modifications" puis " Calculer "; ainsi les nouveaux statuts sont obtenus. En cas de besoin, l’utilisateur peut, à nouveau, apporter des modifications à son réseau. Le bouton "Calculer" est gelé tant qu'on n'a pas enregistré les modifications

       Enfin, les boutons "Réinitialiser une valeur" et "Réinitialiser toutes les valeurs" permettent de restaurer les grandeurs originelles. On entend par là, que l'on peut récupérer les valeurs des paramètres si on s'aperçoit qu'on a commis une erreur (à condition de les avoir enregistrées).

Enregistrement:

        La nouvelle version de ORAAGE a été souhaitée compatible avec les précédentes. Par conséquent, il a été nécessaire de permettre aux projets réalisés avec l'ancienne version, d'être lus par la nouvelle; cette condition a imposé de prendre beaucoup de précautions au niveau du mode de sauvegarde des fichiers-résultats.
       Ainsi, une ancienne sauvegarde peut être lue et exploitée par le logiciel actuel, mais il n'y a, bien sûr, pas réciprocité.