Assistance au calage de modÃ¨les numÃ©riques en hydraulique ... - TEL

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2.3 PARAMÈTRES EN HYDRAULIQUE FLUVIALE0.060.050.04n composite0.030.020.01MageHec-RasIsis et Mike11 (méthode Rh)00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10hauteur d'eau (m)(a) Coefficient de Manning composite n c .9 x 104 hauteur d'eau (m)8MageHec-RasIsis et Mike11 (méthode Rh)76débitance (m 3 /s)5432100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10(b) Débitance.FIG. 2.1 – Comparaison des calculs de la débitance pour différents codes. La section considéréeest composée d’un lit mineur trapézoïdal (largeur = 20 m, fruit des berges = 1,7) etd’un lit majeur de largeur = 2 × 50 m. La valeur du paramètre n pour le lit mineur est de0,03, celle pour le lit majeur de 0,06.40
CHAPITRE 2 ÉLÉMENTS D’UN MODÈLE NUMÉRIQUE DE RIVIÈRE– HEC-RAS suppose l’égalité des vitesses moyennes dans chacune des sous-sections,et le coefficient n c est donné par 21 :n c =( N∑in 3/2iPP i) 2/3(2.21)Deuxièmement, pour un couple donné de valeurs de coefficients de résistance, le codeMAGE va donner une valeur de la débitance supérieure à celle donnée par le code HEC-RAS, et inférieure à celle donnée par les codes ISIS et MIKE11.Un soin tout particulier doit donc être apporté à l’estimation d’une valeur de coefficientde résistance pour des débits débordants, comme le précisent Williams et Julien(1991, p. 344) :... Models that do not take into consideration the interactions of channels, banks, andfloodplains are calibrated to field data by adjustment of non-interacting channel andfloodplain Manning’s “n” or other resistance parameters. [...] This leads to associatingthe phenomenon of compound channels to the wrong hydraulic parameters and resultsin errors in the design water surface elevations...Ces considérations permettent d’affirmer qu’un même couple de valeurs du coefficientn de Manning ne va pas conduire à des résultats de calcul équivalents pour tousles codes existants, apportant une contrainte certaine lors d’une éventuelle transpositionde valeurs de paramètres entre modèles bâtis sur des codes de calculs différents.Dans le contexte du calage d’un modèle numérique, un code unique est considéré, etcette transposition n’est pas nécessaire. Pourtant, l’influence de la méthode de déterminationde la débitance devrait intervenir dans l’incertitude d’estimation a priori descoefficients de résistance.Dans la suite du document, nous ferons l’hypothèse que cette influence intervientseulement de façon négligeable dans ces incertitudes et que celles-ci sont reliées auxseules considérations sur les sources de résistance à l’écoulement identifiées dans lasection 2.3.1.2.4 Données en hydraulique fluvialeMettre au point un modèle numérique en hydraulique fluviale nécessite de nombreusesdonnées sur le système étudié et sur les événements l’ayant affecté, ou biensusceptibles de l’affecter. Cunge (1975, chap. 5) distingue deux groupes de données requisespour la préparation et le calage de modèles de propagation de crue : les donnéestopographiques et les données hydrauliques. Dans cette section, nous suivrons la typologieque cet auteur a développée en la complétant par des données d’autres natures,requises pour les autres phases de la modélisation numérique. Les contraintes imposéespour mener à bien le processus seront évoquées pour chaque type de données.2.4.1 Données topographiquesLes données topographiques décrivent la géométrie du système fluvial étudié indépendammentde l’événement pouvant l’affecter. Ces données sont destinées à établir21. EINSTEIN, H. A. (1934), Der hydraulische oder profil-radius. Schweizerische Bauzeitung, vol. 103,n o 8, p. 89–91.41
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