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in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 15-24
Titre : Consolidation effects on morphodynamics modelling: application to the Gironde estuary Titre original : Effets de la consolidation sur la modélisation morphodynamique : application à l’estuaire de la Gironde Type de document : texte imprimé Auteurs : Catherine Villaret, Auteur ; Lan Anh Van, Auteur ; Nicolas Huybrechts, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 15-24 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Modélisation morphodynamique Sédiments des estuaires Sable Estuaire de la Gironde Index. décimale : 551.4 Résumé : This paper presents some on-going developments made jointly at Saint-Venant Laboratory for Hydraulics, in order to improve the numerical schemes, physical processes and accuracy of a 2D morphodynamic sand transport model. The final objective is to build an operational tool which can be applied by end users in complex estuarine environments. The 2D morphodynamic model (Sisyphe) of the finite element Telemac system has been applied to simulate the medium-term bed evolution in the central (40 km long) portion of the Gironde estuary, in the presence of sand-mud mixture and highly dynamical tidal forcing. Here, the main issue is to predict the sand bank migration and associated deposition rate around the outflow of the Blayais nuclear power plant. Up to now, the transport of non-cohesive particles has been treated separately from the cohesive material. Major effort has been conducted to optimise the numerical methods in order to reduce the computational time. The present 2D approach allows to predict the 10 year bed evolution within a couple of days. The influence of skin friction has been highlighted and the accuracy of numerical predictions can be improved by implementing a rippled bed rouhness predictor. However, the bank migration is overall underestimated, which probably comes from the neglected cohesive sediment properties. Further improvements are still in process to include cohesive sediment transport processes. Three different 1D vertical consolidation models have been developed using either finite elements, finite differences or a simple heuristic approach. Intercomparison of these 3 models shows that the second approach gives the best agreement with experimental data and needs to be integrated in Sisyphe.
Ce papier présente des développements en cours au Laboratoire Hydraulique Saint-Venant pour améliorer la représentation des processus physiques et la précision d’un modèle morphodynamique 2D. Le code Sisyphe du système de modélisation Telemac est ici utilisé pour représenter les évolutions morphodynamiques à moyen terme dans un environnement estuarien complexe, en présence de sable et de vase. L’objectif principal est ici de construire un outil opérationnel permettant de prédire la migration des bancs de sable et de tester des solutions pour limiter l’ensablement des rejets de la centrale nucléaire du Blayais, située sur l’estuaire de la Gironde, dans sa partie centrale. Des efforts importants ont été réalisés afin d’optimiser les méthodes numériques et de réduire ainsi les temps de calcul.. L’influence du frottement de peau a été mise en évidence et la précision a été améliorée en incorporant l’influence des rides. Toutefois, les évolutions des bancs restent malgré tout sous-estimées, probablement à cause des effets cohésifs qui ont été négligés.. Trois modèles 1D verticaux de tassement ont été implémentés, en utilisant différentes méthodes (éléments finis, différences finies ou une simple approche heuristique). La comparaison entre ces trois modèles montre que la seconde méthode est en meilleure corrélation avec les mesures expérimentales et cette approche sera donc retenue pour être incorporée dans le modèle 2D. Des développements préliminaires sont par ailleurs proposés pour prendre en considération le transport des sédiments mixtes (sablo-vaseux).
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Consolidation effects on morphodynamics modelling: application to the Gironde estuary = Effets de la consolidation sur la modélisation morphodynamique : application à l’estuaire de la Gironde [texte imprimé] / Catherine Villaret, Auteur ; Lan Anh Van, Auteur ; Nicolas Huybrechts, Auteur . - 2011 . - pp. 15-24.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 15-24
Mots-clés : Modélisation morphodynamique Sédiments des estuaires Sable Estuaire de la Gironde Index. décimale : 551.4 Résumé : This paper presents some on-going developments made jointly at Saint-Venant Laboratory for Hydraulics, in order to improve the numerical schemes, physical processes and accuracy of a 2D morphodynamic sand transport model. The final objective is to build an operational tool which can be applied by end users in complex estuarine environments. The 2D morphodynamic model (Sisyphe) of the finite element Telemac system has been applied to simulate the medium-term bed evolution in the central (40 km long) portion of the Gironde estuary, in the presence of sand-mud mixture and highly dynamical tidal forcing. Here, the main issue is to predict the sand bank migration and associated deposition rate around the outflow of the Blayais nuclear power plant. Up to now, the transport of non-cohesive particles has been treated separately from the cohesive material. Major effort has been conducted to optimise the numerical methods in order to reduce the computational time. The present 2D approach allows to predict the 10 year bed evolution within a couple of days. The influence of skin friction has been highlighted and the accuracy of numerical predictions can be improved by implementing a rippled bed rouhness predictor. However, the bank migration is overall underestimated, which probably comes from the neglected cohesive sediment properties. Further improvements are still in process to include cohesive sediment transport processes. Three different 1D vertical consolidation models have been developed using either finite elements, finite differences or a simple heuristic approach. Intercomparison of these 3 models shows that the second approach gives the best agreement with experimental data and needs to be integrated in Sisyphe.
Ce papier présente des développements en cours au Laboratoire Hydraulique Saint-Venant pour améliorer la représentation des processus physiques et la précision d’un modèle morphodynamique 2D. Le code Sisyphe du système de modélisation Telemac est ici utilisé pour représenter les évolutions morphodynamiques à moyen terme dans un environnement estuarien complexe, en présence de sable et de vase. L’objectif principal est ici de construire un outil opérationnel permettant de prédire la migration des bancs de sable et de tester des solutions pour limiter l’ensablement des rejets de la centrale nucléaire du Blayais, située sur l’estuaire de la Gironde, dans sa partie centrale. Des efforts importants ont été réalisés afin d’optimiser les méthodes numériques et de réduire ainsi les temps de calcul.. L’influence du frottement de peau a été mise en évidence et la précision a été améliorée en incorporant l’influence des rides. Toutefois, les évolutions des bancs restent malgré tout sous-estimées, probablement à cause des effets cohésifs qui ont été négligés.. Trois modèles 1D verticaux de tassement ont été implémentés, en utilisant différentes méthodes (éléments finis, différences finies ou une simple approche heuristique). La comparaison entre ces trois modèles montre que la seconde méthode est en meilleure corrélation avec les mesures expérimentales et cette approche sera donc retenue pour être incorporée dans le modèle 2D. Des développements préliminaires sont par ailleurs proposés pour prendre en considération le transport des sédiments mixtes (sablo-vaseux).
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 25-32
Titre : Amélioration du fonctionnement hydro-sédimentaire de l’estuaire de la Loire : leviers d’intervention et modélisation hydro-sédimentaire tridimensionnelle Titre original : Restoration master plan for improving hydro-sedimentological processes in the Loire Estuary : the actions and the three-dimensional hydro-sedimentological modelling tool Type de document : texte imprimé Auteurs : Pierre Bona, Auteur ; Bernard Prud'Homme Lacroix, Auteur ; Walther, Régis, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 25-32 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Estuaires Sédiments des estuaires Modèle hyro-sédimentaire Loire Index. décimale : 551.4 Résumé : Durant les deux derniers siècles, l’estuaire de la Loire a connu des aménagements majeurs pour maintenir sa navigabilité. Les travaux réalisés ont fortement perturbé le fonctionnement hydro-sédimentaire de l’estuaire, ce qui n’est pas sans poser problème pour les différents usages du fleuve. Ce constat a conduit les acteurs estuariens à engager dans les années 90 un programme ambitieux d’études et de suivi du fleuve, piloté par le GIP Loire Estuaire, pour à la fois progresser dans la connaissance du système estuarien et rechercher des scénarios de restauration.
Aujourd’hui, ce programme a abouti à la conclusion qu’il est possible d’agir sur la dynamique hydro-sédimentaire de l’estuaire pour un meilleur exercice des usages, sous la forme d’un scénario de restauration basé sur une modification de la morphologie de l’estuaire.
Les deux leviers proposés à ce jour dans ce scénario visent à diminuer les mécanismes de piégeage de sédiments dans l’estuaire interne tout en restaurant des fonctions écologiques majeures de l’estuaire : création de vasières latérales dans la partie aval de l’estuaire et diminution des surprofondeurs présentes actuellement dans le chenal de navigation.
Le GIP Loire Estuaire travaille aujourd’hui sur la mise au point du scénario de restauration global de l’estuaire et d’une expérimentation, en s’appuyant sur une démarche d’étude et de concertation importante, et notamment l’utilisation d’un modèle hydro-sédimentaire tridimensionnel de l’estuaire, dont la construction et l’exploitation ont été confiés à SOGREAH. Ce modèle d’ensemble, construit à l’aide du système de modélisation TELEMAC-3D développé par EDF-R&D;, est décrit ici en détaillant plus particulièrement les tests effectués sur différents modèles de turbulence verticale qui jouent un rôle crucial dans la simulation des stratifications haline et turbide observées dans l’estuaire.
For the past two centuries, the Loire estuary has been through a series of major public works to maintain safe shipping conditions. However this has resulted in an alteration of the hydro-sedimentological processes in the estuary, with a negative impact on the various users of the Loire. As a result, the main estuary stake holders have decided to initiate in the 1990s an ambitious study and monitoring programme, managed by the GIP Loire Estuaire, to improve the understanding of the estuarine processes and identify possible restoration schemes.
The programme has shown that it is possible to restore the hydro-sedimentological processes in the Loire by modifying the estuary morphology, while providing better conditions for its users.
Today the proposed restoration scheme is based on two main actions : the recreation of mudflats along the downstream part of the estuary and the filling up of deep sections in the navigation channel. Both will reduce the tendency for the Loire to trap fine sediments in its internal estuary while restoring key ecological functions.
The GIP Loire Estuary is now working on the development of a small scale restoration pilot project and of a global restoration scheme for the estuary, using a multi-disciplinary study programme, including the use of a three-dimensional hydro-sedimentary model of the estuary, developed by SOGREAH. This large scale model, built with the assistance of the TELEMAC-3D modelling system developed by EDF-R&D;, is described in this article with a specific focus on the tests carried out on different vertical turbulence models, which play a crucial role in the simulation of the haline and turbidity stratifications observed in the estuary.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Amélioration du fonctionnement hydro-sédimentaire de l’estuaire de la Loire : leviers d’intervention et modélisation hydro-sédimentaire tridimensionnelle = Restoration master plan for improving hydro-sedimentological processes in the Loire Estuary : the actions and the three-dimensional hydro-sedimentological modelling tool [texte imprimé] / Pierre Bona, Auteur ; Bernard Prud'Homme Lacroix, Auteur ; Walther, Régis, Auteur . - 2011 . - pp. 25-32.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 25-32
Mots-clés : Estuaires Sédiments des estuaires Modèle hyro-sédimentaire Loire Index. décimale : 551.4 Résumé : Durant les deux derniers siècles, l’estuaire de la Loire a connu des aménagements majeurs pour maintenir sa navigabilité. Les travaux réalisés ont fortement perturbé le fonctionnement hydro-sédimentaire de l’estuaire, ce qui n’est pas sans poser problème pour les différents usages du fleuve. Ce constat a conduit les acteurs estuariens à engager dans les années 90 un programme ambitieux d’études et de suivi du fleuve, piloté par le GIP Loire Estuaire, pour à la fois progresser dans la connaissance du système estuarien et rechercher des scénarios de restauration.
Aujourd’hui, ce programme a abouti à la conclusion qu’il est possible d’agir sur la dynamique hydro-sédimentaire de l’estuaire pour un meilleur exercice des usages, sous la forme d’un scénario de restauration basé sur une modification de la morphologie de l’estuaire.
Les deux leviers proposés à ce jour dans ce scénario visent à diminuer les mécanismes de piégeage de sédiments dans l’estuaire interne tout en restaurant des fonctions écologiques majeures de l’estuaire : création de vasières latérales dans la partie aval de l’estuaire et diminution des surprofondeurs présentes actuellement dans le chenal de navigation.
Le GIP Loire Estuaire travaille aujourd’hui sur la mise au point du scénario de restauration global de l’estuaire et d’une expérimentation, en s’appuyant sur une démarche d’étude et de concertation importante, et notamment l’utilisation d’un modèle hydro-sédimentaire tridimensionnel de l’estuaire, dont la construction et l’exploitation ont été confiés à SOGREAH. Ce modèle d’ensemble, construit à l’aide du système de modélisation TELEMAC-3D développé par EDF-R&D;, est décrit ici en détaillant plus particulièrement les tests effectués sur différents modèles de turbulence verticale qui jouent un rôle crucial dans la simulation des stratifications haline et turbide observées dans l’estuaire.
For the past two centuries, the Loire estuary has been through a series of major public works to maintain safe shipping conditions. However this has resulted in an alteration of the hydro-sedimentological processes in the estuary, with a negative impact on the various users of the Loire. As a result, the main estuary stake holders have decided to initiate in the 1990s an ambitious study and monitoring programme, managed by the GIP Loire Estuaire, to improve the understanding of the estuarine processes and identify possible restoration schemes.
The programme has shown that it is possible to restore the hydro-sedimentological processes in the Loire by modifying the estuary morphology, while providing better conditions for its users.
Today the proposed restoration scheme is based on two main actions : the recreation of mudflats along the downstream part of the estuary and the filling up of deep sections in the navigation channel. Both will reduce the tendency for the Loire to trap fine sediments in its internal estuary while restoring key ecological functions.
The GIP Loire Estuary is now working on the development of a small scale restoration pilot project and of a global restoration scheme for the estuary, using a multi-disciplinary study programme, including the use of a three-dimensional hydro-sedimentary model of the estuary, developed by SOGREAH. This large scale model, built with the assistance of the TELEMAC-3D modelling system developed by EDF-R&D;, is described in this article with a specific focus on the tests carried out on different vertical turbulence models, which play a crucial role in the simulation of the haline and turbidity stratifications observed in the estuary.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 33-39
Titre : Gestion hydraulique et flux hydro-sédimentaires dans l’Ile de Camargue Titre original : Water management and hydro-sedimentary fluxes in the Ile de Camargue Type de document : texte imprimé Auteurs : Aurélien Loubet, Auteur ; Marc Pichaud, Auteur ; Philippe Chauvelon, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 33-39 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Géstion hydraulique Flux hydro-sédimentaires Hydrosystème Ile de Camargue Index. décimale : 551.4 Résumé : L’« Ile de Camargue », partie centrale du delta du Rhône est caractérisée par un hydrosystème complexe. Cet hydrosystème inclut des bassins de drainage agricole à faible gradient altimétrique, des marais et des lagunes saumâtres peu profondes (le système lagunaire du Vaccarès dont la connexion avec la mer est gérée). Les inondations d’octobre 1993 et de janvier 1994, outre un fort dessalement du système, ont conduit à l’importation d’une grande quantité de sédiments sous forme de matière en suspension (MES) charriées par le fleuve en crues. A l’aide de données météorologiques (direction et vitesse du vent), hydrologiques (débit), et de qualité physique de l’eau (concentration en MES) enregistrées et/ou mesurées depuis 1993, nous avons tenté de quantifier le bilan de ces flux de MES sur le système d’étangs du Vaccarès.
A l’aide des mesures de MES de l’eau du Rhône pendant les deux périodes de crues, la quantité de MES entrante durant ces deux événements extrêmes a pu être estimée égale à six fois le flux annuel moyen soit environs 18000 tonnes de sédiments importés dans le système Vaccarès. Ces évènements ou les épisodes pluvieux exceptionnels, entrainent de hauts niveaux d’eau dans les étangs induisant un fort débit vers la mer lorsque le mistral souffle. Les périodes de mistral soutenu entraînent également une forte remobilisation des sédiments dans le système conduisant à de fortes concentrations en MES ; dans ces conditions, 9000 tonnes ont ainsi été transférées vers la mer durant l’hiver 93-94. Grâce à des relations empiriques et à un suivi hydrométrique continu, il a pu être établi un bilan d’apport et d’export de MES au système lagunaire. On constate une forte exportation de ces sédiments lors d’années pluvieuses (plus de 7000 tonnes en 2003). Au contraire lors d’années sèches, l’évacuation de l’eau des étangs vers la mer étant peu fréquente, l’essentiel des MES en provenance du bassin versant restent stockées dans la lagune (2000 tonnes de sédiments excédentaires en 2007). L’export de MES vers la mer est étroitement lié à la gestion de la connexion entre les étangs et la mer, laquelle s’effectue prioritairement avec un objectif de prévention du risque d’inondation.
L’augmentation de fréquence des évènements extrêmes (sécheresses, crues, tempêtes) associée au changement climatique aura un fort impact sur les contraintes de gestion du delta. Dans ce contexte, il apparait important de considérer l’importation de sédiments dans le delta comme un facteur naturel de résistance à l’augmentation du niveau de la mer.
The « Ile de Camargue », the central part of the Rhône delta is characterized by a complex hydrosystem. This hydrosystem includes agricultural drainage with low elevation gradient, marshes and brackish shallow lagoons (the lagoon system of Vaccarès whose connection with the sea is managed).The floods of October 1993 and January 1994, in addition to a strong desalination of the system, led to the importation of large quantities of sediment in the form of total suspended solids (TSS) carried by the river in flood. With the help of meteorological (wind direction and speed), hydrological (flow), and physical quality of water (concentration in TSS) data recorded and / or measured since 1993, we attempted to quantify the balance of these TSS fluxes on the Vaccarès lagoon system. With the TSS measures in the Rhone water during the two flood events, the quantity of TSS inbound during both extreme events has been estimated to be equal to six times the average annual flux, t.i.t.s 18,000 tonnes imported in the Vaccarès system. These events or exceptional rainy years imply high water levels in lagoons causing a strong flow into the sea when the northern wind (”mistral”) blows. The periods of mistral also lead to a strong remobilization of sediment in the system leading to high concentrations of TSS. Under these conditions, 9000 tonnes were transferred to sea during the winter 93-94. Using empirical relationships, we could establish a balance of input and export of TSS to the lagoon system. There is a strong export of these sediments during rainy years (more than 7000 tonnes in 2003). On the contrary during dry years, water outflow from lagoon to the sea is uncommon, most TSS from catchment remain stocked in the lagoon (2000 tonnes of sediment surplus in 2007).The export of TSS to the sea is closely related to the management of the connection between the lagoons and the sea, which is done primarily with a view to prevent the risk of flooding. The increased frequency of extreme events (droughts, floods, storms) associated with climate change will have a strong impact on the management of the delta. In this context, it appears important to consider the import of sediment into the delta as a natural resistance to sea level rise.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Gestion hydraulique et flux hydro-sédimentaires dans l’Ile de Camargue = Water management and hydro-sedimentary fluxes in the Ile de Camargue [texte imprimé] / Aurélien Loubet, Auteur ; Marc Pichaud, Auteur ; Philippe Chauvelon, Auteur . - 2011 . - pp. 33-39.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 33-39
Mots-clés : Géstion hydraulique Flux hydro-sédimentaires Hydrosystème Ile de Camargue Index. décimale : 551.4 Résumé : L’« Ile de Camargue », partie centrale du delta du Rhône est caractérisée par un hydrosystème complexe. Cet hydrosystème inclut des bassins de drainage agricole à faible gradient altimétrique, des marais et des lagunes saumâtres peu profondes (le système lagunaire du Vaccarès dont la connexion avec la mer est gérée). Les inondations d’octobre 1993 et de janvier 1994, outre un fort dessalement du système, ont conduit à l’importation d’une grande quantité de sédiments sous forme de matière en suspension (MES) charriées par le fleuve en crues. A l’aide de données météorologiques (direction et vitesse du vent), hydrologiques (débit), et de qualité physique de l’eau (concentration en MES) enregistrées et/ou mesurées depuis 1993, nous avons tenté de quantifier le bilan de ces flux de MES sur le système d’étangs du Vaccarès.
A l’aide des mesures de MES de l’eau du Rhône pendant les deux périodes de crues, la quantité de MES entrante durant ces deux événements extrêmes a pu être estimée égale à six fois le flux annuel moyen soit environs 18000 tonnes de sédiments importés dans le système Vaccarès. Ces évènements ou les épisodes pluvieux exceptionnels, entrainent de hauts niveaux d’eau dans les étangs induisant un fort débit vers la mer lorsque le mistral souffle. Les périodes de mistral soutenu entraînent également une forte remobilisation des sédiments dans le système conduisant à de fortes concentrations en MES ; dans ces conditions, 9000 tonnes ont ainsi été transférées vers la mer durant l’hiver 93-94. Grâce à des relations empiriques et à un suivi hydrométrique continu, il a pu être établi un bilan d’apport et d’export de MES au système lagunaire. On constate une forte exportation de ces sédiments lors d’années pluvieuses (plus de 7000 tonnes en 2003). Au contraire lors d’années sèches, l’évacuation de l’eau des étangs vers la mer étant peu fréquente, l’essentiel des MES en provenance du bassin versant restent stockées dans la lagune (2000 tonnes de sédiments excédentaires en 2007). L’export de MES vers la mer est étroitement lié à la gestion de la connexion entre les étangs et la mer, laquelle s’effectue prioritairement avec un objectif de prévention du risque d’inondation.
L’augmentation de fréquence des évènements extrêmes (sécheresses, crues, tempêtes) associée au changement climatique aura un fort impact sur les contraintes de gestion du delta. Dans ce contexte, il apparait important de considérer l’importation de sédiments dans le delta comme un facteur naturel de résistance à l’augmentation du niveau de la mer.
The « Ile de Camargue », the central part of the Rhône delta is characterized by a complex hydrosystem. This hydrosystem includes agricultural drainage with low elevation gradient, marshes and brackish shallow lagoons (the lagoon system of Vaccarès whose connection with the sea is managed).The floods of October 1993 and January 1994, in addition to a strong desalination of the system, led to the importation of large quantities of sediment in the form of total suspended solids (TSS) carried by the river in flood. With the help of meteorological (wind direction and speed), hydrological (flow), and physical quality of water (concentration in TSS) data recorded and / or measured since 1993, we attempted to quantify the balance of these TSS fluxes on the Vaccarès lagoon system. With the TSS measures in the Rhone water during the two flood events, the quantity of TSS inbound during both extreme events has been estimated to be equal to six times the average annual flux, t.i.t.s 18,000 tonnes imported in the Vaccarès system. These events or exceptional rainy years imply high water levels in lagoons causing a strong flow into the sea when the northern wind (”mistral”) blows. The periods of mistral also lead to a strong remobilization of sediment in the system leading to high concentrations of TSS. Under these conditions, 9000 tonnes were transferred to sea during the winter 93-94. Using empirical relationships, we could establish a balance of input and export of TSS to the lagoon system. There is a strong export of these sediments during rainy years (more than 7000 tonnes in 2003). On the contrary during dry years, water outflow from lagoon to the sea is uncommon, most TSS from catchment remain stocked in the lagoon (2000 tonnes of sediment surplus in 2007).The export of TSS to the sea is closely related to the management of the connection between the lagoons and the sea, which is done primarily with a view to prevent the risk of flooding. The increased frequency of extreme events (droughts, floods, storms) associated with climate change will have a strong impact on the management of the delta. In this context, it appears important to consider the import of sediment into the delta as a natural resistance to sea level rise.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 40-46
Titre : Le risque d’éboulement des ruines de Séchilienne: étude des modalités de rupture du barrage naturel sur modèle physique Titre original : Séchilienne land slide: studies of the natural dam collapses with physical modelling Type de document : texte imprimé Auteurs : Sylvain Reynaud, Auteur ; Daniel Demmerle, Auteur ; Daniel Verdeil, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 40-46 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Ruines Ruines de Séchilienne Éboulements Risque Barrages -- Rupture Modèle physique Index. décimale : 551.4 Résumé : Le versant du mont Sec au lieu dit des ”ruines de Séchilienne” est instable. Des blocs sont susceptibles de tomber. C’est pourquoi de nombreux capteurs surveillent en continu les déplacements de ce versant de montagne. Les experts estiment aujourd’hui qu’il est possible qu’un volume total de l’ordre de trois millions de mètres cubes de matériaux s’éboulent dans les trente à cinquante prochaines années. Dans le pire des cas, il est possible qu’un barrage naturel barre la vallée et donc le cours de la Romanche, d’une hauteur de l’ordre de 6m. Que se passerait-il en cas de crue de la Romanche ? Si le barrage naturel se rompait brusquement, une onde de crue se propagerait rapidement dans la vallée. Pour prévenir ce scénario catastrophe, les premières études de faisabilité prévoyaient la construction de « parades hydrauliques » constituées de casiers et de digues, pour un montant de travaux de plusieurs millions d’Euros. La détermination du débit sortant du barrage naturel est un enjeu majeur pour le choix des parades hydrauliques à adopter. Devant la complexité du phénomène de rupture du barrage naturel, les modélisations mathématiques nécessitent de prendre beaucoup trop d’hypothèses pour obtenir un résultat fiable. Seule une modélisation sur un modèle réduit physique permet de lever ces incertitudes. C’est pourquoi le Syndicat Mixte des Bassins Hydrauliques de l’Isère (Symbhi 38) a décidé de confier une étude sur modèle physique à la CNR. Le modèle respecte les règles classiques de similitude de Froude et de transport solide. Trente essais ont été réalisés pour encadrer tous les scénarios possibles et ont permis de paramétrer une loi d’érosion du barrage naturel.
The slope of the « ruines de Séchilienne » mountain is unstable. Huge quantity of rocs can fall down. They are a lot of sensors in the mountain to monitor the movements of the slope. The measures show us that it is possible that a huge land slide is likely to occur in the ten next years. It is possible that the land slide will form a natural dam across the valley. The dam will create a natural reservoir of three millions of cubic meters. The question is how the dam collapses ? Does it break rapidly ? If it happens suddenly, a wave will be generated and propagated rapidly downstream. In this case, civil works structures are required to protect people and goods. The cost of protection structure is more than five millions of euros. We can understand that the determination of flow during the break of the dam is a major issue of this study. Since mathematical models were not adapted to simulate the dam break, the only solution was a physical study. The French administration (Symbhi) decided to start a study on a physical model in order to determinate the dam behaviours. The model is built using rules of Froude similarity. Thirty tests were made, with different sizes of material and different flows.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Le risque d’éboulement des ruines de Séchilienne: étude des modalités de rupture du barrage naturel sur modèle physique = Séchilienne land slide: studies of the natural dam collapses with physical modelling [texte imprimé] / Sylvain Reynaud, Auteur ; Daniel Demmerle, Auteur ; Daniel Verdeil, Auteur . - 2011 . - pp. 40-46.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 40-46
Mots-clés : Ruines Ruines de Séchilienne Éboulements Risque Barrages -- Rupture Modèle physique Index. décimale : 551.4 Résumé : Le versant du mont Sec au lieu dit des ”ruines de Séchilienne” est instable. Des blocs sont susceptibles de tomber. C’est pourquoi de nombreux capteurs surveillent en continu les déplacements de ce versant de montagne. Les experts estiment aujourd’hui qu’il est possible qu’un volume total de l’ordre de trois millions de mètres cubes de matériaux s’éboulent dans les trente à cinquante prochaines années. Dans le pire des cas, il est possible qu’un barrage naturel barre la vallée et donc le cours de la Romanche, d’une hauteur de l’ordre de 6m. Que se passerait-il en cas de crue de la Romanche ? Si le barrage naturel se rompait brusquement, une onde de crue se propagerait rapidement dans la vallée. Pour prévenir ce scénario catastrophe, les premières études de faisabilité prévoyaient la construction de « parades hydrauliques » constituées de casiers et de digues, pour un montant de travaux de plusieurs millions d’Euros. La détermination du débit sortant du barrage naturel est un enjeu majeur pour le choix des parades hydrauliques à adopter. Devant la complexité du phénomène de rupture du barrage naturel, les modélisations mathématiques nécessitent de prendre beaucoup trop d’hypothèses pour obtenir un résultat fiable. Seule une modélisation sur un modèle réduit physique permet de lever ces incertitudes. C’est pourquoi le Syndicat Mixte des Bassins Hydrauliques de l’Isère (Symbhi 38) a décidé de confier une étude sur modèle physique à la CNR. Le modèle respecte les règles classiques de similitude de Froude et de transport solide. Trente essais ont été réalisés pour encadrer tous les scénarios possibles et ont permis de paramétrer une loi d’érosion du barrage naturel.
The slope of the « ruines de Séchilienne » mountain is unstable. Huge quantity of rocs can fall down. They are a lot of sensors in the mountain to monitor the movements of the slope. The measures show us that it is possible that a huge land slide is likely to occur in the ten next years. It is possible that the land slide will form a natural dam across the valley. The dam will create a natural reservoir of three millions of cubic meters. The question is how the dam collapses ? Does it break rapidly ? If it happens suddenly, a wave will be generated and propagated rapidly downstream. In this case, civil works structures are required to protect people and goods. The cost of protection structure is more than five millions of euros. We can understand that the determination of flow during the break of the dam is a major issue of this study. Since mathematical models were not adapted to simulate the dam break, the only solution was a physical study. The French administration (Symbhi) decided to start a study on a physical model in order to determinate the dam behaviours. The model is built using rules of Froude similarity. Thirty tests were made, with different sizes of material and different flows.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 47-53
Titre : Étude sur modèle physique de l’évolution de la flèche sédimentaire au droit du port de St-Louis du Sénégal Titre original : Physical modelling of the St-Louis (Senegal) sand spit evolution Type de document : texte imprimé Auteurs : Marie Coutos-Thévenot, Auteur ; Eric Lagroy de Croutte, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 47-53 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Modèle physique Flèche sédimentaire Evolution morphodynamique Port de St-Louis Sénégal Index. décimale : 551.4 Résumé : Ce papier présente l’étude sur modèle physique sédimentologique à fonds mobiles de St-Louis du Sénégal réalisée au laboratoire de SOGREAH. Le but de la modélisation était d’étudier l’évolution morphodynamique de la flèche sédimentaire située à l’embouchure du fleuve de St-Louis afin de proposer et d’étudier des solutions visant à améliorer l’accessibilité au projet de port intérieur.
Physical modelling of the St-Louis (Senegal) sand spit evolution. This paper presents the 3D physical model tests performed at the Laboratory of SOGREAH to examine the morphodynamic evolution of the sand spit closing the estuary of the Saint-Louis river in Senegal. The final aim of the study is to analyse and improve the conditions of navigability in the access channel of the inner port project.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Étude sur modèle physique de l’évolution de la flèche sédimentaire au droit du port de St-Louis du Sénégal = Physical modelling of the St-Louis (Senegal) sand spit evolution [texte imprimé] / Marie Coutos-Thévenot, Auteur ; Eric Lagroy de Croutte, Auteur . - 2011 . - pp. 47-53.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 47-53
Mots-clés : Modèle physique Flèche sédimentaire Evolution morphodynamique Port de St-Louis Sénégal Index. décimale : 551.4 Résumé : Ce papier présente l’étude sur modèle physique sédimentologique à fonds mobiles de St-Louis du Sénégal réalisée au laboratoire de SOGREAH. Le but de la modélisation était d’étudier l’évolution morphodynamique de la flèche sédimentaire située à l’embouchure du fleuve de St-Louis afin de proposer et d’étudier des solutions visant à améliorer l’accessibilité au projet de port intérieur.
Physical modelling of the St-Louis (Senegal) sand spit evolution. This paper presents the 3D physical model tests performed at the Laboratory of SOGREAH to examine the morphodynamic evolution of the sand spit closing the estuary of the Saint-Louis river in Senegal. The final aim of the study is to analyse and improve the conditions of navigability in the access channel of the inner port project.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 54-59
Titre : La modélisation physique des stations de pompage Titre original : Physical modeling of pumping stations Type de document : texte imprimé Auteurs : Robert Laborde, Auteur ; René Perret, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 54-59 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Stations de pompage Modélisation physique Eau Index. décimale : 551.4 Résumé : Les grandes centrales énergétiques, qu’il s’agisse de centrales thermiques classiques ou des îlots conventionnels des centrales nucléaires et de nombreuses implantations industrielles comportent des stations de pompage avec prise d’eau en mer ou en rivière.
La taille importante du génie civil de ces ouvrages et les puissances mises en jeu justifient des études d’optimisation conséquentes afin de rechercher la plus grande compacité tout en conservant une bonne alimentation des pompes et un rendement optimum.
Les essais sur modèle physique de tels ouvrages, respectant les règles de similitude des écoulements à surface libre, sont indispensables pour optimiser les designs hydrauliques des stations de pompage et en garantir le bon fonctionnement.
Plusieurs exemples de résolution de problèmes sont fournis en illustration de tels essais.
The large power plants, that are either classical thermal plants or conventional parts of nuclear plants and a lot of industrial factories include pumping stations with water intake from sea or rivers.
The great size of these civil works and the involved mechanical powers justify important optimization studies to seek the best compactness while preserving a good water supply of the pumps and an ideal efficiency.
Physical model tests at reduced scale on such works, complying with free surface flows similarity laws, are essential to optimize the pumping stations hydraulic design and to ensure their good performances.
Several examples of problem solution are given in order to illustrate such tests.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] La modélisation physique des stations de pompage = Physical modeling of pumping stations [texte imprimé] / Robert Laborde, Auteur ; René Perret, Auteur . - 2011 . - pp. 54-59.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 54-59
Mots-clés : Stations de pompage Modélisation physique Eau Index. décimale : 551.4 Résumé : Les grandes centrales énergétiques, qu’il s’agisse de centrales thermiques classiques ou des îlots conventionnels des centrales nucléaires et de nombreuses implantations industrielles comportent des stations de pompage avec prise d’eau en mer ou en rivière.
La taille importante du génie civil de ces ouvrages et les puissances mises en jeu justifient des études d’optimisation conséquentes afin de rechercher la plus grande compacité tout en conservant une bonne alimentation des pompes et un rendement optimum.
Les essais sur modèle physique de tels ouvrages, respectant les règles de similitude des écoulements à surface libre, sont indispensables pour optimiser les designs hydrauliques des stations de pompage et en garantir le bon fonctionnement.
Plusieurs exemples de résolution de problèmes sont fournis en illustration de tels essais.
The large power plants, that are either classical thermal plants or conventional parts of nuclear plants and a lot of industrial factories include pumping stations with water intake from sea or rivers.
The great size of these civil works and the involved mechanical powers justify important optimization studies to seek the best compactness while preserving a good water supply of the pumps and an ideal efficiency.
Physical model tests at reduced scale on such works, complying with free surface flows similarity laws, are essential to optimize the pumping stations hydraulic design and to ensure their good performances.
Several examples of problem solution are given in order to illustrate such tests.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 60-66
Titre : Barrage de Lavey: études physique et numérique des écoulements et du transport solide dans le Rhône Titre original : Lavey Dam: physical and numerical analysis of flow and sediment transport in the Rhone River Type de document : texte imprimé Auteurs : Michael Müller, Auteur ; Martin Bieri, Auteur ; Juliano Martins Ribeiro, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 60-66 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Transport solide Ecoulement Modèle physique Inondations Barrages Eau Le Rhône Index. décimale : 551.4 Résumé : Comme beaucoup d’aménagements hydrauliques au fil de l’eau, celui de Lavey sur le Rhône en Suisse est concerné par l’alluvionnement récurrent de sa retenue. Afin de trouver une solution durable à la problématique de la gestion sédimentaire, un modèle physique à l’échelle 1 :40 a été réalisé. Ce modèle a aussi pour objectif d’examiner la capacité de transit des crues au droit du barrage et la répartition du débit entre les quatre portails de la prise d’eau, sans et avec apport sédimentaire. Les niveaux d’eau, les écoulements d’approche, la répartition du débit, les processus d’alluvionnement et de purge sont mesurés d’une manière continue et non intrusive. Les essais purement hydrauliques montrent que la passe centrale du barrage est la plus chargée et révèlent l’importance des phénomènes tridimensionnels associés à l’écoulement en courbe. La prise d’eau est alimentée de manière homogène sur les quatre portails. Les essais de charriage permettent de reproduire les processus sédimentaires dans le Rhône et les dépôts mesurés sur prototype avant une purge. Le comportement observé in situ valide les résultats de la modélisation physique, également pour l’opération de purge. La simulation numérique tridimensionnelle (FLOW3D®) se révèle comme un complément utile pour générer les champs de vitesse et pour l’étude comparative de variantes d’aménagement.
As several of other run-of-river hydropower plants, the hydraulic scheme of Lavey on the Rhone River in Switzerland is concerned by continuous reservoir sedimentation. To determine the flood evacuation capacity of the weir as well as the flow distribution between the four entries of the water intake with and without bed load, a 1 :40 physical scale mode was used. Water levels, flow pattern, flow distribution, sediment deposition and flushing are measured continuously by non-intrusive equipment. Hydraulic tests show that the central dam gate is the most loaded and reveal the importance of three-dimensional phenomena in the curved river reach. The discharge is distributed homogeneously between the four openings of the intake. The test series with bed load allow reproducing the processes of sediment transport in the Rhone River as well as the deposits measured in situ before a flushing event. The prototype behaviour validates the results of physical modelling, including flushing operation. The applied three-dimensional numerical model (FLOW3D®) is a powerful complementary tool for generating approach flow pattern and for pre-evaluation and comparison of design alternatives.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Barrage de Lavey: études physique et numérique des écoulements et du transport solide dans le Rhône = Lavey Dam: physical and numerical analysis of flow and sediment transport in the Rhone River [texte imprimé] / Michael Müller, Auteur ; Martin Bieri, Auteur ; Juliano Martins Ribeiro, Auteur . - 2011 . - pp. 60-66.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 60-66
Mots-clés : Transport solide Ecoulement Modèle physique Inondations Barrages Eau Le Rhône Index. décimale : 551.4 Résumé : Comme beaucoup d’aménagements hydrauliques au fil de l’eau, celui de Lavey sur le Rhône en Suisse est concerné par l’alluvionnement récurrent de sa retenue. Afin de trouver une solution durable à la problématique de la gestion sédimentaire, un modèle physique à l’échelle 1 :40 a été réalisé. Ce modèle a aussi pour objectif d’examiner la capacité de transit des crues au droit du barrage et la répartition du débit entre les quatre portails de la prise d’eau, sans et avec apport sédimentaire. Les niveaux d’eau, les écoulements d’approche, la répartition du débit, les processus d’alluvionnement et de purge sont mesurés d’une manière continue et non intrusive. Les essais purement hydrauliques montrent que la passe centrale du barrage est la plus chargée et révèlent l’importance des phénomènes tridimensionnels associés à l’écoulement en courbe. La prise d’eau est alimentée de manière homogène sur les quatre portails. Les essais de charriage permettent de reproduire les processus sédimentaires dans le Rhône et les dépôts mesurés sur prototype avant une purge. Le comportement observé in situ valide les résultats de la modélisation physique, également pour l’opération de purge. La simulation numérique tridimensionnelle (FLOW3D®) se révèle comme un complément utile pour générer les champs de vitesse et pour l’étude comparative de variantes d’aménagement.
As several of other run-of-river hydropower plants, the hydraulic scheme of Lavey on the Rhone River in Switzerland is concerned by continuous reservoir sedimentation. To determine the flood evacuation capacity of the weir as well as the flow distribution between the four entries of the water intake with and without bed load, a 1 :40 physical scale mode was used. Water levels, flow pattern, flow distribution, sediment deposition and flushing are measured continuously by non-intrusive equipment. Hydraulic tests show that the central dam gate is the most loaded and reveal the importance of three-dimensional phenomena in the curved river reach. The discharge is distributed homogeneously between the four openings of the intake. The test series with bed load allow reproducing the processes of sediment transport in the Rhone River as well as the deposits measured in situ before a flushing event. The prototype behaviour validates the results of physical modelling, including flushing operation. The applied three-dimensional numerical model (FLOW3D®) is a powerful complementary tool for generating approach flow pattern and for pre-evaluation and comparison of design alternatives.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 67-73
Titre : Interaction numérique - expérimentale en modélisation hydraulique Titre original : Numerical and experimental interaction in hydraulic modelization Type de document : texte imprimé Auteurs : André Lejeune, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 67-73 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Modélisation hydraulique Modèles physique Modèle numérique Index. décimale : 551.4 Résumé : Les interactions entre les modèles numériques et physiques sont décrites en insistant particulièrement sur leurs avantages respectifs. La conclusion est que les deux types de modèles, tout en s’épaulant l’un par rapport à l’autre, ont leur grande utilité dans l’étude et la conception d’un projet. Un exemple de cette interaction est traité dans l’étude du barrage de Nam Theun 2 au Laos. Concomitamment, un modèle physique et des modèles numériques ont permis d’assurer un ouvrage économique et sûr. Les modèles numériques ont permis de confirmer les premières conceptions envisagées tout en précisant les conditions aux limites du modèle physique. Les précisons quant au coefficient de débit et au mode opératoire des vannes ont été déterminées par les deux types de modèles. Une brève description du modèle physique de l’aérateur y est incluse.
The interactions between the numerical and physical models are described while insisting particularly on their respective advantages. The conclusion is that the two types of models all while shouldering one compared to the other, have their great utility in the study and the design of a project. An example of this interaction is given in the study of the Nam Theun Dam 2 Laos. Concomitantly a physical model and digital models were implemented to ensure of an economic and sure work. The digital models made it possible to confirm the first designs considered while specifying the boundary conditions of the physical model. More precise information was determined later by the two types of models about the discharge and the operation management of the gates. At the end a brief description of the aerator model test is added.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Interaction numérique - expérimentale en modélisation hydraulique = Numerical and experimental interaction in hydraulic modelization [texte imprimé] / André Lejeune, Auteur . - 2011 . - pp. 67-73.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 67-73
Mots-clés : Modélisation hydraulique Modèles physique Modèle numérique Index. décimale : 551.4 Résumé : Les interactions entre les modèles numériques et physiques sont décrites en insistant particulièrement sur leurs avantages respectifs. La conclusion est que les deux types de modèles, tout en s’épaulant l’un par rapport à l’autre, ont leur grande utilité dans l’étude et la conception d’un projet. Un exemple de cette interaction est traité dans l’étude du barrage de Nam Theun 2 au Laos. Concomitamment, un modèle physique et des modèles numériques ont permis d’assurer un ouvrage économique et sûr. Les modèles numériques ont permis de confirmer les premières conceptions envisagées tout en précisant les conditions aux limites du modèle physique. Les précisons quant au coefficient de débit et au mode opératoire des vannes ont été déterminées par les deux types de modèles. Une brève description du modèle physique de l’aérateur y est incluse.
The interactions between the numerical and physical models are described while insisting particularly on their respective advantages. The conclusion is that the two types of models all while shouldering one compared to the other, have their great utility in the study and the design of a project. An example of this interaction is given in the study of the Nam Theun Dam 2 Laos. Concomitantly a physical model and digital models were implemented to ensure of an economic and sure work. The digital models made it possible to confirm the first designs considered while specifying the boundary conditions of the physical model. More precise information was determined later by the two types of models about the discharge and the operation management of the gates. At the end a brief description of the aerator model test is added.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 74-82
Titre : Modélisations physique et numérique 3D pour l’évaluation de la débitance et le design des évacuateurs de crue Titre original : Physical and 3D numerical modelling of spillways discharge capacity and design Type de document : texte imprimé Auteurs : Marilyne Luck, Auteur ; Eun-Sug Lee, Auteur ; Namane Méchitoua, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 74-82 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Déversoirs Débitance Modèle physique Modélisation tridimensionnelle Modèles réduits Index. décimale : 553.7 Résumé : L’étude de la débitance et le design des évacuateurs de crue sont aujourd’hui essentiellement réalisés par le biais de modèles physiques à échelle réduite, du fait des géométries souvent complexes et de la variété de phénomènes physiques entrant en jeu. Des techniques numériques efficaces se sont cependant significativement développées depuis une ou deux décennies, et l’augmentation des puissances de calcul en font aujourd’hui de bons candidats pour venir compléter la modélisation physique.
Depuis plusieurs années, EDF s’est lancé dans une démarche d’analyse de la pertinence d’une part des codes NEPTUNE_CFD et SPARTACUS-3D développés en interne à EDF R&D;, d’autre part du logiciel FLOW-3D® récemment acquis par EDF-CIH, en particulier vis-à-vis d’une application au dimensionnement des évacuateurs de crue. Cet article présente les résultats issus des premières applications de ces outils numériques à des cas concrets, pour lesquels nous disposons de mesures réalisées sur modèles réduits.
Nous constatons une bonne aptitude de ces logiciels à reproduire qualitativement les écoulements à surface libre complexe, ce qui nous permet d’envisager la modélisation numérique 3D comme outil complémentaire de la modélisation physique pour la problématique de débitance des évacuateurs de crue, par exemple pour la réalisation des premiers tests de design, pour l’aide à l’exploitation des modèles réduits ou/et pour l’enrichissement des résultats d’essais menés sur modèles réduits.
Design of spillways are mainly studied through physical modelling, due to complex geometries and encountered physical phenomena. Nevertheless, efficient numerical techniques have been developed since one or two decades, and become today suitable to complement physical modeling, thanks to the progress of high-performance computers.
Since several years, studies are done at EDF to analyze the relevance of NEPTUNE_CFD and SPARTACUS-3D softwares (developed at EDF R&D;) and of FLOW-3D® software (recently acquired by EDF-CIH), more precisely regarding their application to the design of spillways. This article presents results from first applications of these numerical tools to real configurations, for which measurements from physical models are available.
Qualitative comparisons show good performances of these softwares. 3D numerical models could then be used to complete physical modeling, through pre-design tests, aid to exploitation or/and data enrichment.DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Modélisations physique et numérique 3D pour l’évaluation de la débitance et le design des évacuateurs de crue = Physical and 3D numerical modelling of spillways discharge capacity and design [texte imprimé] / Marilyne Luck, Auteur ; Eun-Sug Lee, Auteur ; Namane Méchitoua, Auteur . - 2011 . - pp. 74-82.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 74-82
Mots-clés : Déversoirs Débitance Modèle physique Modélisation tridimensionnelle Modèles réduits Index. décimale : 553.7 Résumé : L’étude de la débitance et le design des évacuateurs de crue sont aujourd’hui essentiellement réalisés par le biais de modèles physiques à échelle réduite, du fait des géométries souvent complexes et de la variété de phénomènes physiques entrant en jeu. Des techniques numériques efficaces se sont cependant significativement développées depuis une ou deux décennies, et l’augmentation des puissances de calcul en font aujourd’hui de bons candidats pour venir compléter la modélisation physique.
Depuis plusieurs années, EDF s’est lancé dans une démarche d’analyse de la pertinence d’une part des codes NEPTUNE_CFD et SPARTACUS-3D développés en interne à EDF R&D;, d’autre part du logiciel FLOW-3D® récemment acquis par EDF-CIH, en particulier vis-à-vis d’une application au dimensionnement des évacuateurs de crue. Cet article présente les résultats issus des premières applications de ces outils numériques à des cas concrets, pour lesquels nous disposons de mesures réalisées sur modèles réduits.
Nous constatons une bonne aptitude de ces logiciels à reproduire qualitativement les écoulements à surface libre complexe, ce qui nous permet d’envisager la modélisation numérique 3D comme outil complémentaire de la modélisation physique pour la problématique de débitance des évacuateurs de crue, par exemple pour la réalisation des premiers tests de design, pour l’aide à l’exploitation des modèles réduits ou/et pour l’enrichissement des résultats d’essais menés sur modèles réduits.
Design of spillways are mainly studied through physical modelling, due to complex geometries and encountered physical phenomena. Nevertheless, efficient numerical techniques have been developed since one or two decades, and become today suitable to complement physical modeling, thanks to the progress of high-performance computers.
Since several years, studies are done at EDF to analyze the relevance of NEPTUNE_CFD and SPARTACUS-3D softwares (developed at EDF R&D;) and of FLOW-3D® software (recently acquired by EDF-CIH), more precisely regarding their application to the design of spillways. This article presents results from first applications of these numerical tools to real configurations, for which measurements from physical models are available.
Qualitative comparisons show good performances of these softwares. 3D numerical models could then be used to complete physical modeling, through pre-design tests, aid to exploitation or/and data enrichment.DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 83-89
Titre : Usage combiné des modèles physiques et numériques dans le cadre d’un projet de développement d’un nouveau port en Espagne Titre original : Combined use of physical and numerical modelling for the project of a new port in Spain Type de document : texte imprimé Auteurs : José Ma Grassa, Auteur ; Ramón Ma Gutierrez-Serret, Auteur ; Ma Jesús Martín-Soldevilla, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 83-89 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Modèle physique Modèle numérique Port Espagne Index. décimale : 551.4 Résumé : L’usage combiné de la modélisation physique et numérique s’avère la solution de rigueur pour l’étude des grands ouvrages maritimes. Un exemple de cet usage est présenté dans le contexte du développement du nouveau port extérieur de Ferrol, décrivant l’utilisation des différents utiles de manière complémentaire dans chaque phase de la conception du port.
Combined use of physical and numerical modelling : application in the study of new port in Spain. Combined use of physical and numerical modelling reveals itself as the solution of choice for the study of large maritime works. An example of such use is presented in the context of the development of the new outer port of Ferrol, describing the emply of different tools in a complementary way along each phase of port construction.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Usage combiné des modèles physiques et numériques dans le cadre d’un projet de développement d’un nouveau port en Espagne = Combined use of physical and numerical modelling for the project of a new port in Spain [texte imprimé] / José Ma Grassa, Auteur ; Ramón Ma Gutierrez-Serret, Auteur ; Ma Jesús Martín-Soldevilla, Auteur . - 2011 . - pp. 83-89.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 83-89
Mots-clés : Modèle physique Modèle numérique Port Espagne Index. décimale : 551.4 Résumé : L’usage combiné de la modélisation physique et numérique s’avère la solution de rigueur pour l’étude des grands ouvrages maritimes. Un exemple de cet usage est présenté dans le contexte du développement du nouveau port extérieur de Ferrol, décrivant l’utilisation des différents utiles de manière complémentaire dans chaque phase de la conception du port.
Combined use of physical and numerical modelling : application in the study of new port in Spain. Combined use of physical and numerical modelling reveals itself as the solution of choice for the study of large maritime works. An example of such use is presented in the context of the development of the new outer port of Ferrol, describing the emply of different tools in a complementary way along each phase of port construction.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 90-101
Titre : Cavitation sur des marches de très petites dimensions Titre original : Cavitation on extremely small steps Type de document : texte imprimé Auteurs : Lecoffre, Yves, Auteur ; Hervé Lemonnier, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 90-101 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Cavitation Veines rectangulaires Veines d'essais Ecoulement Modèles techniques Index. décimale : 551.4 Résumé : On présente dans cet article les risques de cavitation d’un raccordement entre un convergent et une veine rectangulaires. L’application concerne un écoulement d’alcool éthylique à très grande vitesse, jusqu’à 100 m/s, dans un canal transparent. La température doit être parfaitement homogène à 0.01°C près, les écarts admissibles de vitesse axiale doivent être au plus égaux à 1 % de la vitesse moyenne. Pour éviter toute déformation des parois, la pression à l’entrée du canal doit être égale à la pression atmosphérique. Enfin, il est impératif d’éviter toute cavitation, la présence de bulles, même très petites perturbant, très gravement les caractéristiques optiques du canal pour l’application considérée. Les essais réalisés, basés sur les similitudes de cavitation et de Reynolds, ont permis de préciser quelles étaient les tolérances dimensionnelles nécessaires pour éviter la cavitation dans des conditions d’écoulement particulièrement critiques, caractérisées par un paramètre de cavitation local égal à 0.023.
The present paper deals with the risks of cavitation on steps at the joint between a contraction and a rectangular test section. The application concerns a flow of ethylic alcohol at 100 m/s in a transparent canal. Temperature must be perfectly homogeneous with a maximum tolerance of 0.01 °C. The velocity distribution has to be homogeneous with a maximum 1 % deviation outside boundary layers. In order to prevent any deformation of the test section which is used as an optical device, the pressure in the channel must be equal to atmospheric. Any cavitation has to be avoided even under the form of tiny bubbles. This would destroy the quality of the light crossing the test section. The tests have been performed by application of Reynolds and cavitation scaling laws. They have permitted to derive specifications for geometrical tolerances of the test section which works at local cavitation numbers as low as 0.023.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Cavitation sur des marches de très petites dimensions = Cavitation on extremely small steps [texte imprimé] / Lecoffre, Yves, Auteur ; Hervé Lemonnier, Auteur . - 2011 . - pp. 90-101.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 90-101
Mots-clés : Cavitation Veines rectangulaires Veines d'essais Ecoulement Modèles techniques Index. décimale : 551.4 Résumé : On présente dans cet article les risques de cavitation d’un raccordement entre un convergent et une veine rectangulaires. L’application concerne un écoulement d’alcool éthylique à très grande vitesse, jusqu’à 100 m/s, dans un canal transparent. La température doit être parfaitement homogène à 0.01°C près, les écarts admissibles de vitesse axiale doivent être au plus égaux à 1 % de la vitesse moyenne. Pour éviter toute déformation des parois, la pression à l’entrée du canal doit être égale à la pression atmosphérique. Enfin, il est impératif d’éviter toute cavitation, la présence de bulles, même très petites perturbant, très gravement les caractéristiques optiques du canal pour l’application considérée. Les essais réalisés, basés sur les similitudes de cavitation et de Reynolds, ont permis de préciser quelles étaient les tolérances dimensionnelles nécessaires pour éviter la cavitation dans des conditions d’écoulement particulièrement critiques, caractérisées par un paramètre de cavitation local égal à 0.023.
The present paper deals with the risks of cavitation on steps at the joint between a contraction and a rectangular test section. The application concerns a flow of ethylic alcohol at 100 m/s in a transparent canal. Temperature must be perfectly homogeneous with a maximum tolerance of 0.01 °C. The velocity distribution has to be homogeneous with a maximum 1 % deviation outside boundary layers. In order to prevent any deformation of the test section which is used as an optical device, the pressure in the channel must be equal to atmospheric. Any cavitation has to be avoided even under the form of tiny bubbles. This would destroy the quality of the light crossing the test section. The tests have been performed by application of Reynolds and cavitation scaling laws. They have permitted to derive specifications for geometrical tolerances of the test section which works at local cavitation numbers as low as 0.023.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 102-108
Titre : Modélisation numérique 2D unifiée des écoulements sur des évacuateurs de crue avec déversoir Titre original : Unified 2D numerical modelling of flows on ogee crest spillways Type de document : texte imprimé Auteurs : Benjamin J. Dewals, Auteur ; Sebastien Erpicum, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 102-108 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Modèles numériques Modélisation tridimensionnelle Déversoirs Crues Modèles hydrodynamiques Index. décimale : 551.4 Résumé : Le système de modélisation WOLF 2D permet de combiner plusieurs sous-modèles hydrodynamiques différents au sein d’un même domaine de calcul. En particulier, pour la simulation des écoulements au voisinage des évacuateurs de surface des barrages, les trois sous-modèles suivants ont été interconnectés : (i) un modèle de type « eaux peu profondes » classique, (ii) un modèle adapté à la simulation du franchissement du seuil topographique brusque directement en amont de l’évacuateur de crue et (iii) un modèle représentant précisément l’effet de la courbure du fond à la crête de l’évacuateur, le long du coursier et au pied de celui-ci. Ce dernier modèle, basé sur un formalisme analytique en coordonnées curvilignes dans le plan vertical, tient compte explicitement non seulement de la pente du fond mais également de la courbure de celui-ci dans le plan vertical. En conséquence, le profil de vitesse sur la hauteur d’eau n’est pas uniforme et la distribution de pression, modifiée sous l’action des forces centrifuges, s’écarte d’un profil hydrostatique. Ce modèle mathématique étendu a été implémenté au sein du système de modélisation WOLF 2D, basé sur un schéma de discrétisation volumes finis inédit. Plusieurs exemples de validation et une application réelle démontrent la précision ainsi que l’applicabilité pratique du nouveau modèle.
The modelling system WOLF 2D enables to combine different hydrodynamic sub-models within one single computation domain. For simulating flows on ogee crest spillways, the following three depth-averaged sub-models have been interconnected : (i) a conventional ”shallow-water” model, (ii) a model suitable for the simulation of the flow on the topographic step directly upstream of the spillway and (iii) a model able to accurately account for the bottom curvature near the spillway crest, along the spillway and at its bottom. This third model, based on curvilinear coordinates in the vertical plane, takes into consideration not only the bottom slope but also the bottom curvature in the vertical plane. As a result, the velocity profile along the water depth is not uniform as assumed in the standard shallow-water equations. Similarly, centrifugal forces result in non-hydrostatic pressure distributions. This extended mathematical model has been implemented within the modelling system WOLF 2D, based on a new finite volume scheme. Several validation examples and a real application have demonstrated the accuracy and the practical applicability of the new model.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Modélisation numérique 2D unifiée des écoulements sur des évacuateurs de crue avec déversoir = Unified 2D numerical modelling of flows on ogee crest spillways [texte imprimé] / Benjamin J. Dewals, Auteur ; Sebastien Erpicum, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur . - 2011 . - pp. 102-108.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 102-108
Mots-clés : Modèles numériques Modélisation tridimensionnelle Déversoirs Crues Modèles hydrodynamiques Index. décimale : 551.4 Résumé : Le système de modélisation WOLF 2D permet de combiner plusieurs sous-modèles hydrodynamiques différents au sein d’un même domaine de calcul. En particulier, pour la simulation des écoulements au voisinage des évacuateurs de surface des barrages, les trois sous-modèles suivants ont été interconnectés : (i) un modèle de type « eaux peu profondes » classique, (ii) un modèle adapté à la simulation du franchissement du seuil topographique brusque directement en amont de l’évacuateur de crue et (iii) un modèle représentant précisément l’effet de la courbure du fond à la crête de l’évacuateur, le long du coursier et au pied de celui-ci. Ce dernier modèle, basé sur un formalisme analytique en coordonnées curvilignes dans le plan vertical, tient compte explicitement non seulement de la pente du fond mais également de la courbure de celui-ci dans le plan vertical. En conséquence, le profil de vitesse sur la hauteur d’eau n’est pas uniforme et la distribution de pression, modifiée sous l’action des forces centrifuges, s’écarte d’un profil hydrostatique. Ce modèle mathématique étendu a été implémenté au sein du système de modélisation WOLF 2D, basé sur un schéma de discrétisation volumes finis inédit. Plusieurs exemples de validation et une application réelle démontrent la précision ainsi que l’applicabilité pratique du nouveau modèle.
The modelling system WOLF 2D enables to combine different hydrodynamic sub-models within one single computation domain. For simulating flows on ogee crest spillways, the following three depth-averaged sub-models have been interconnected : (i) a conventional ”shallow-water” model, (ii) a model suitable for the simulation of the flow on the topographic step directly upstream of the spillway and (iii) a model able to accurately account for the bottom curvature near the spillway crest, along the spillway and at its bottom. This third model, based on curvilinear coordinates in the vertical plane, takes into consideration not only the bottom slope but also the bottom curvature in the vertical plane. As a result, the velocity profile along the water depth is not uniform as assumed in the standard shallow-water equations. Similarly, centrifugal forces result in non-hydrostatic pressure distributions. This extended mathematical model has been implemented within the modelling system WOLF 2D, based on a new finite volume scheme. Several validation examples and a real application have demonstrated the accuracy and the practical applicability of the new model.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
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