Fonctionnement hydraulique et équipement des déversoirs d'orage complexes

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Marie-Jeanne Tassé
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1 Fonctionnement hydraulique et équipement des déversoirs d'orage complexes Gislain LIPEME-KOUYI, INSA LGCIE GRAIE 39 Définition des objectifs -Connaissance du système - Exploitation des données

2 5e Journée d'échanges régionale - Autosurveillance des réseaux d'assainissement 25 mars LYON

Naturel Aval Ressaut Hydraulique Lipeme Kouyi (2004) Fonctionnement des DO Fonctionnement des DO Crête Sélestat Grand Lyon GT

3 Objectifs Fonctionnement des DO Valider une méthodologie d équipement des DO en multipliant des études de cas Comprendre le comportement hydrodynamique y Vérifier, préparer ou améliorer l instrumentation Enrichir l expertise in situ Amont Milieu Naturel Aval Ressaut Hydraulique Lipeme Kouyi (2004) Fonctionnement des DO Fonctionnement des DO Crête Sélestat Grand Lyon GT (2006) GRAIE - 5 e journée d échanges régionale - Réseau régional Fontainebleau d échanges Autosurveillance des réseaux d'assainissement Clichy

4 Débit amont Instrumentation des DO Déversoir Débit Déversé Rejet au milieu naturel Débit aval Instrumentation des DO Mesure dans le canal de décharge Mesure amont/aval Mesure sur le seuil Coûts capteurs/entretien/maintenance Emplacement des capteurs Influence aval Perturbation dues aux singularités Ressaut hydraulique Evaluation des incertitudes Méthodologie d instrumentation Modélisation 2D/3D des écoulements Maillage et Conditions initiales et aux limites Analyse des résultats Champ de vitesses Surface libre 3D Débit déversé Optimisation de l emplacement des capteurs Elaboration de la relation numérique de déversement Evaluation des incertitudes Validation de la méthodologie Validation des résultats de modélisation Ligne d eau Surface libre en 3D Débits déversés

5 Validation des résultats des simulations 2D Application de la méthodologie Condition aux limites (C.L.) : Pression de sortie = pression atmosphérique C.L. : CL Vitesse d entrée =0m/s CL : C.L. Vitesse d entrée =0.12m/s Cas du déversoir de Clichy (SIAAP) Vitesse initiale de l air : 0m/s AIR Vitesse initiale de l eau 0.12m/s EAU C.L. : Hauteur =4.1cm Cas du déversoir de Meyzieu (Grand Lyon) Tirants d'eau mesurés et calculés 12 h mesurée h calculée l lé tirant d'e au (cm ) 10 Déversoir latéral de 42 m Présence seuils frontaux Présence de singularité : coude Deux DO en série dont 1 avec 2 crêtes Présence de singularités : élargissement brusque et chute Distance (cm) Validation des résultats des simulations 3D Fonctionnement de l usine de Clichy Comparaison des surfaces libres 3D

6 Géométrie de l ouvrage Géométrie du déversoir Géométrie des canalisations Maillage et Conditions aux limites Rugosité «parois» Vitesse de sortie imposée «Pompage aval» Vitesse d entrée Vit d t é imposée Vitesse de sortie imposée «Siphons» Pression de sortie (Patm) «Déversement Dé t» Représentation simplifiée Pente moyenne 0.5m/km ª Eléments hexaédriques Vitesse dd entrée entrée imposée Fluvial Ö point de contrôle aval ª cellules

7 Tirant d eau Lignes de courant Q=90 m3/s Q=150 m3/s Q=200 m3/s Ligne d'eau d eau au milieu du Déversoir Q=120 m3/s Q=70m3/s 6.00 Position du capteur ultrason Q 0,52.L. 2g.h hauteurs (m) Hauteur de crête Distances (m) Q =90 90 m3/s Q=150m3/s Q=70m3/s Evolution du tirant d'eau à l'amont des deux seuils de 5m côté Clichy Q 120m3/s Q=120m3/s Q=200m3/s 6.50 Hauteur d'eau (m) 6.00 Q ,68.L. 2g.h Hauteur de crête Distance (m) Surface libre 3D simulée Cas DO Meyzieu Grand Lyon P t : 0.8% Pente 0 8% Bassin fictif Arrivée Chasses Marceau Clichy 0.3% 0.5% Arrivée Asnières 0% D = 1m Point bas Si h Siphons Point haut 0.6 x 1.2

8 DO Meyzieu Grand Lyon DO Meyzieu Grand Lyon Lignes d eau au niveau du DO amont Nouvel emplacement Ancien emplacement Haute eurs (m) Q = 785 m3/h Q = 966 m3/h Q = 1506 m3/h Longueur DO (m) DO Meyzieu Grand Lyon Ressaut DO Meyzieu Grand Lyon a b b Qdev ah H Z SL amont Z seuil aval QDO Q-DO-aval H Qcal Qcal-Qsim Q

9 Bilan Connaissance de l hydraulique «obligatoire» avant l équipement des DO complexes Modélisation 2D/3D utile pour l instrumentation des DO complexes Lois puissance incertaines pour de faibles lames d eau Méthodologie adaptée pour le cas des DO complexes et transférable vers BE Références:Guide technique sur le fonctionnement des DO / i /fil i / l d/ df/ h /G id h i pdf ; Lipeme Kouyi (2004) -

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