Assistance au calage de modèles numériques en hydraulique ... - TEL

CHAPITRE 2 ÉLÉMENTS D’UN MODÈLE NUMÉRIQUE DE RIVIÈREPrincipeCet état de fait est illustré de manière probante par les différentes approches dutraitement de sections à la fois hétérogènes et composées, à l’image des cours d’eaunaturels soumis à des écoulements débordants. En utilisant la formule de Manning, onpeut exprimer la débitance par :K = A R2/3n c(2.19)où n c est le coefficient de résistance composite de la section considérée, dépendant dela hauteur d’eau dans cette même section. Le tableau 2.5 présente une comparaison desdifférentes méthodes d’estimation possibles de cette débitance et des facteurs à prendreen compte par le modélisateur lors de l’estimation du coefficient n de Manning.MéthodeFacteursK C NSCM • • • –Sources de résistance incluses dans le modèle conceptuelDCM • • ◦ Hétérogénéité des sectionsDEBORD • ◦ ◦ Hétérogénéité des sections et pertes de charges dues au débordementTAB. 2.5 – Comparaison des facteurs à prendre en compte dans l’estimation du coefficientn de Manning suivant la méthode de détermination de la débitance (• : à prendreen compte ; ◦ : à prendre en compte partiellement). Les facteurs considérés ici sont ceux del’équation 2.18 : K = k sRrugosité relative du lit, C symbole représentant la forme de lasection, et N symbole représentant l’irrégularité du canal en profil et en plan.Illustration au travers d’un exempleLe modélisateur ne devra donc pas, en toute rigueur, utiliser les mêmes valeurs ducoefficient n de Manning pour différentes formulations de la débitance. La figure 2.1présente, au travers de l’exemple d’un tronçon de cours d’eau de section de formeartificielle, les différences de calcul du coefficient n c et de la débitance K.Cette rapide comparaison soulève deux commentaires. Premièrement, les trois codesimplémentant la méthode DCM ne donnent pas la même valeur de la débitance 19 .Cette différence provient des différentes hypothèses considérées :– ISIS et MIKE11 supposent que le débit total est la somme des débits de chaquesous-section mouillée, et le coefficient n composite est donné par 20 :n c = A R2/3(2.20)N∑ A i R 2/3in i19. Cet état de fait est rappelé dans le manuel du logiciel MIKE11 (DHI, 2003a, p. 22) qui fournit àl’utilisateur la possibilité de choisir entre deux variantes de la méthode DCM, dont la méthode ✭ R h ✮.20. LOTTER, G. K. (1933), Soobrazheniia k gidravlicheskomu raschetu rusel s razlichnoi sherokhovatostiiustenok. (Considerations on hydraulic design of channels with different roughness of walls). IzvestiiaVsesoiuznogo Nauchno-Issledovatel’skogo Instituta Gidrotekhniki (Trans. All-Union Sci. Res. Inst. HydraulicEng.), vol. 9, p. 238–241.i39