Logiciel de modélisation des processus hydrologiques et hydrauliques en milieu urbain

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1 Logiciel de modélisation des processus hydrologiques et hydrauliques en milieu urbain Présentation du logiciel hydratec 2014 P.1

2 SOMMAIRE 1. Présentation 2. Architecture du logiciel 3. Domaines de modélisation 4. Fonctionnalités phares d HydraCity 5. Fonctionnalités de confort 6. Exemples hydratec 2014 P.2

3 Présentation Qu est-ce que HydraCity? HydraCity est un progiciel conçu pour modéliser les processus hydrologiques et hydrauliques dans les agglomérations. HydraCity permet de coupler les modèles d assainissement avec des modèles hydrauliques de surface : cours d eau et/ou terrain naturel. C est une application totalement autonome, gérant tout à la fois la génération et l édition des modèles, le pilotage des calculs et l exploitation des résultats via une interface graphique dédiée. hydratec 2014 P.3

4 Présentation les domaines d application d HydraCity HydraCity a pour vocation de modéliser les processus suivants : Modélisation des réseaux d assainissement et des cours d eau en milieu urbain Inondations des zones urbaines par débordements de réseaux d assainissement ou des cours d eau, Intrusion des cours d eau dans les réseaux d assainissement, Génération et transport des rejets polluants dans les réseaux et impact sur la qualité des cours d eau De façon générale HydraCity traite de l ensemble des échanges hydrauliques entre réseaux souterrains, terrains en surface et cours d eau. Il répond ainsi pleinement à la problématique de la gestion hydraulique des risques environnementaux au sein des agglomérations. hydratec 2014 P.4

5 Présentation Les atouts d HydraCity Un éventail étendu de fonctionnalités regroupées en 4 grands modules : hydrologie, hydraulique, transport de pollution, contrôle et régulation. Fiabilité, robustesse et performance. Compacité et la portabilité des données : un sous modèle et la base de données associée sont décrits par un seul fichier. Autonomie et ergonomie. Multifenêtrage : plusieurs réseaux coexistent au sein d un même modèle. Passerelles avec logiciels externes. Logiciel en français. hydratec 2014 P.5

6 Présentation L expérience d Hydratec HydraCity bénéficie de l expérience d Hydratec de plus de 30 ans dans le domaine de la modélisation fluviale et urbaine et du développement de logiciels en hydroinformatique. hydratec 2014 P.6

7 L architecture de l application HydraCity comprend : Une interface Utilisateur. Le noyau de calcul Hydra fonctionnant en mode masqué. Générateur de maillage 2D Interface utilisateur Moteur de calcul Hydra HydraCity peut être alimenté par un générateur de maillage 2D à l aide du logiciel HydraMap. hydratec 2014 P.7

8 L architecture de l application L interface utilisateur Un modèle HydraCity est composé par l assemblage de plusieurs sous modèles juxtaposés ou superposés. Un sous modèle est classé selon son type : Type HDR : réseau d assainissement Type HRV : réseau de surface hydratec 2014 P.8

9 L architecture de l application Vue de l interface utilisateur Barre de menu Barre d outils Fenêtres d objets de modélisation Fenêtres d objets de modélisation Barre de message Espace de travail Réseau HRV Barre de message Espace de travail Réseau HDR hydratec 2014 P.9

10 Domaines de modélisation Sous domaine hydrologique (communs aux réseaux HDR et HRV) Contour de BV hydratec 2014 P.10

11 Domaines de modélisation Sous domaine filaire lié à un réseau de collecteurs (réseau type HDR) ZTN (module NOD) ZTN (module NOD) ZRamont ZRaval hydratec 2014 P.11

12 Domaines de modélisation Sous domaine filaire lié à un réseau de surface, de type HRV hydratec 2014 P.12

13 Domaines de modélisation Sous domaines surfaciques liés à un réseau de type HRV (z) casier Carrefour Ilot Rue Liaison binodale Liaison binodale Branche filaire (q) Domaine «ZUI» Domaine ZUI Domaine «casier»» (z,u,v) (q) (q) Liaison uninodale station de gestion (q) Liaison «LPAV» maille Liaison binodale Domaine 2D Domaine bidimensionnel hydratec 2014 P.13

14 Domaines de modélisation Agencement des sous domaines surfaciques ( réseau HRV) Condition uninodale Domaine Casier Bief filaire Liaison lat é rale N œ ud de calcul Confluence Singularité Profil en travers Arborescence hydrologique Station de gestion Carrefour Rue Liaison interne aux ZUI Ilot Domaine 2D Liaison Interne au domaine 2D Domaine ZUI Liaison Rivière-Pavé hydratec 2014 P.14

15 Domaines de modélisation Liaisons inter-réseaux Liaison RACC Liaison LDEB Réseau 1 Terrain naturel : réseau de surface Pavé 2D Liaison RACC Liaison LDEB Réseau 2 Réseau 3 Liaison RACC Réseau 4 Liaison RACC Réseau d assainissement Nœud utilisateur (regard) hydratec 2014 P.15

16 Domaines de modélisation Liaison LDEB modélisation des échanges hydrauliques entre réseau souterrain et réseau de surface Ecoulement dénoyé Ecoulement noyé Débordement Ressuyage hydratec 2014 P.16

17 Les fonctionnalités phares d HydraCity Le module hydrologique La gestion des scénarios et le mode de pilotage des sous modèles. Le module de contrôle et de régulation. Les configurations. Les modules de transport : pollution, qualité Les groupes de scénarios. Les outils d exploitation et de visualisation des résultats. Les outils d import export Le préprocesseur HydraMap Le post traitement cartographique Les applications temps réel hydratec 2014 P.17

18 Le module hydrologique 1 - Pluviométrie Pluies de projet Pluviographes pluies réelles Pluies radar hydratec 2014 P.18

19 Le module hydrologique 2 - Lois de production pluie-ruissellement par bassin versant Coefficient de ruissellement constant Loi d Horner Loi d Holtan Modèle SCS hydratec 2014 P.19

20 Le module hydrologique 3 - Apports de temps sec hydratec 2014 P.20

21 Le module hydrologique 4 - Routage le long d un réseau secondaire Collecteurs de routage Dérivations Bassins Sous réseau hydrologique hydratec 2014 P.21

22 Gestion des scénarios 1 - Gestionnaire de scénarios Un seul modèle peut gérer plusieurs centaines de scénarios hydratec 2014 P.22

23 Gestion des scénarios 2 - Paramétrage d un scénario Traçabilité du paramétrage Pollution -qualité hydratec 2014 P.23

24 Gestion des scénarios 3 - Modes de groupage des réseaux d un même modèle Mode global : un seul modèle assemblé Mode cascade : calcul en cascade Mode mixte Sein.par Marn.confl Marn.confl MN3 MN2 SM2 Sein.Assise Sein.Assise SM1 Grande flexibilité d exploitation d un modèle Sein.bra Yonn.cou Y hydratec 2014 P.24

25 Gestion des scénarios 4 Module de contrôle et de régulation Langage formel de pilotage défini dans des fichiers externes Nombreux actionneurs pilotables hydratec 2014 P.25

26 Gestion des scénarios 5 - Configurations Bibliothèque d objets du réseau modifiés par l utilisateur Chaque configuration peut être utilisée de façon optionnelle dans les scénarios Garantie de la traçabilité des modifications apportés aux objets de modélisation hydratec 2014 P.26

27 Gestion des scénarios 6 Modules de transport de pollution Deux modules de transport disponibles : Génération et transport de pollution dans les réseaux (réseau HDR) Impact des rejets polluants sur la qualité des cours d eau (réseau HRV) Paramétrages spécifiques à chaque module : Dans fenêtre de paramétrage du scénario Dans fenêtre d édition des éléments Les calculs de transport sont couplés aux calculs hydrauliques hydratec 2014 P.27

28 Gestion des scénarios 6 Modules de transport de pollution Paramétrage du module «Qualité» dans fenêtre «Scénario» hydratec 2014 P.28

29 Gestion des scénarios 7 Groupes de scénarios Simulations de chroniques longue durée Options de démarrage à chaud d un scénario à partir d un autre scénario Possibilité d importer un grand nombre de scénarios défini par des fichiers CSV hydratec 2014 P.29

30 Exploitation des résultats Vues en plan de réseaux Visualisation et mise en page de courbes 3: Visualiser ou Mettre en mémoire 1: Cliquer 2: Cocher Titre du cadre Titre de la page Identifiant de la courbe Grille Libellé de l axe Titre du scénario et date de début de la simulation correspondant au temps 0 des graphiques hydratec 2014 P.30

31 Exploitation des résultats Profils en long vues en plan de zones de débordement Bilans et tableaux de synthèse Zone de débordement sur chaussée hydratec 2014 P.31

32 Exploitation des résultats Post-traitement cartographique Ce post traitement, piloté par HydraCity, permet de croiser les résultats d une simulation hydraulique avec le MNT défini sous forme de Grids. Il fournit des fichiers rasters ou du fichiers vectoriels au format MIF/MID, exploitable par un SIG pour la production de cartes d inondation de grande précision. Cet outil, fondé sur des algorithmes de traitements performants, offre des temps de traitements courts et fournit des fichiers de taille réduite. hydratec 2014 P.32

33 Outils d import / export HydraCity dispose des passerelles nécessaires pour : Importer les tables d objets de modélisation gérés par des SIG, par l intermédiaire de fichiers d échange MIF/MID, Importer/Exporter les données du modèles via des fichiers au format Excel, Importer les profils topographiques fournis par les géomètres, Agréger deux modèles de même type (HDR/HRV) en un seul modèle Exporter les résultats d une simulation vers les SIG via les fichiers d échange MIF/MID. Ces différentes fonctionnalités font de HydraCity un produit ouvert hydratec 2014 P.33

34 Hydramap Préprocesseur HydraMap assure un certain nombre de fonctionnalités dédiées à la génération d objets de modélisation reconnus par HydraCity, via l activation de boutons spécifiques. Immergé dans MAPINFO, HydraMap permet à l utilisateur de bénéficier de toutes les fonctionnalités disponibles de ce logiciel, enrichies de fonctionnalités spécifiques activées par de simples boutons. hydratec 2014 P.34

35 Les applications temps réel HydraCity produit des fichiers de calculs qui sont pilotés en mode «esclave» par des superviseurs d applications opérationnelles dédiées temps réel, tels que : L outil MAGES d aide à la gestion des effluents de l agglomération parisienne Les systèmes de prévision des crues Un module de pilotage externe des fonctionnalités d HydraCity est en cours d élaboration, il doit permettre à des applications externes de piloter ces fonctionnalités en mode serveur, sans devoir ouvrir une cession d HydraCity manuellement. hydratec 2014 P.35

36 Fonctionnalités de confort Le gestionnaire de couches Le gestionnaire de documents attachés aux objets de modélisation Les fonds de plans L aide en ligne hydratec 2014 P.36

37 Fonctionnalités de confort 1 Gestionnaires de couches Le gestionnaire de couches «modèle» permet de sélectionner les objets de modélisation que l on veut rendre invisibles dans l IHM d HydraCity. Le gestionnaire de couches «dessin» permet d enrichir un sous modèle de commentaires et de légendes personnalisées, afin d en faciliter sa compréhension hydratec 2014 P.37

38 Fonctionnalités de confort 2 - Gestionnaire de documents attachés aux objets de modélisation Il est possible d attacher à chaque objet de modélisation une liste de liens inter actifs permettant d ouvrir un ou plusieurs fichiers externes (images, PDF, adresse URL ). On peut ainsi associer des photos à des déversoirs, les courbes caractéristiques d ouvrages, des schémas de fonctionnement etc hydratec 2014 P.38

39 Fonctionnalités de confort 3 gestion des fonds de plan Etape 1 : Calage du système de coordonnées utilisateur Croix de calage point Pt1 Coordonnées géographiques Croix de calage point Pt3 Croix de calage point Pt2 hydratec 2014 P.39

40 Fonctionnalités de confort 3 gestion des fonds de plan Etape 2 : Calage du réseau sur le fond de plan hydratec 2014 P.40

41 Fonctionnalités de confort 4 L aide en ligne : 3 niveaux Niveau 1 : menu général Consultation de l ensemble des manuels utilisateurs hydratec 2014 P.41

42 Fonctionnalités de confort 4 L aide en ligne : 3 niveaux Niveau 2 : objet de modélisation Consultation de la fiche descriptive de l objet hydratec 2014 P.42

43 Fonctionnalités de confort 4 L aide en ligne : 3 niveaux Niveau 3 : Données externes Consultation des formats des fichiers externes hydratec 2014 P.43

44 Exemples d application 1. Marseille : cours d eau des Aygalades 2. Marseille : réseau pluvial du quartier St Jérome 3. Marseille : réseau pluvial du quartier Ste Marthe 4. L Ouche à Dijon 5. Site industriel 6. Vallon du Maignan à Nice 7. La Savoureuse à Montbéliard 8. Réseaux d assainissement de la Région parisienne. hydratec 2014 P.44

45 Annexe 3 : exemple d application s de modèles couplés avec HydraCity hydratec 2014 P.45

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47 Exemples d application 1 Marseille ; couplage cours d eau des Aygalades / réseau d assainissement / terrain naturel (2D) Exutoire : darse du port hydratec 2014 P.47

48 Exemples d application 2 Marseille ; Réseau pluvial du quartier St Jérôme Réseau pluvial Réseau de surface Inondations pour un événement de crue centennale. hydratec 2014 P.48

49 Exemples d application 3 Marseille ; Réseau pluvial du quartier Ste Marthe Réseau pluvial et maillage de surface 2D Inondations pour un orage décennal Inondations pour un orage centennal hydratec 2014 P.49

50 Exemples d application 4 Ville de Dijon ; couplage crue de la rivière Ouche et réseaux canalisés Cours d eau Réseau souterrain Superposition des réseaux et du modèle de surface Inondations pour un événement de crue centennale. hydratec 2014 P.50

51 Exemples d application 5 Analyse du risque inondation sur un site industriel Cartographie synthétique Légende du réseau 1D Voiries Especes verts Bâtiments Canal d'eau Collecteur Noeuds du réseau Avaloirs/Regards Mètres Hauteurs d'eau (m) < >0.50 Le site et ses réseaux Schématisation du réseau de surface et du réseau souterrain Inondation générée par une pluie centennale hydratec 2014 P.51

52 Exemples d application 6 Inondation du vallon du Magnan à Nice Exutoire : la mer Exutoire : la mer hydratec 2014 P.52

53 Exemples d application 7 Savoureuse à Montbéliard et site PSA à Sochaux Inondation à demander à David Billaud Sochaux Montbéliard hydratec 2014 P.53

54 Exemples d application 8 Réseaux d assainissement de l agglomération parisienne (SIAAP) Réseau D93 Réseau SAV Réseau VL Réseau BIEV hydratec 2014 P.54

55 Exemples d application 8 Réseaux d assainissement de l agglomération parisienne (SIAAP) 4 sous modèles interconnectés Simulations de 10 ans de chronique de pluie réelles dans 3 situations hydratec 2014 P.55

56 Exemples d application 8 Réseaux de l agglomération parisienne (SIAAP) hydratec 2014 P.56

57 Exemples d application 8 Réseaux d assainissement de l agglomération parisienne (SIAAP) Impact des rejets urbains sur la qualité de la Seine hydratec 2014 P.57

58 Merci de votre attention hydratec 2014 P.59