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Modélisation des écoulements en charge.

El Abboudi, Nabil (2000). Modélisation des écoulements en charge. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 156 p.

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Résumé

La modélisation des écoulements dans les réseaux d'égouts a pour rôle principal la simulation du comportement hydraulique de ces systèmes. Dans notre cas, la modélisation sert à mieux gérer les déversements en temps de pluie afin de minimiser le volume d'eau rejeté dans les milieux naturels. Dans cette optique, un modèle de gestion des déversements en temps de pluie a été conçu, le modèle SWIFT. Celui-ci a été développé pour contrôler les ouvrages de régulation des déversements des eaux usées de la Communauté Urbaine de Québec (C.U.Q). Parmi les modules hydrauliques qui le composent, on trouve entre autres, le modèle Muskingum et le modèle piston. Le premier est un modèle qui simule l'écoulement à surface libre. Quant au deuxième, il n'est utilisé que pour les conduites en charge. Par conséquent, le modèle ne tient pas compte des transitions entre les régimes d'écoulement à surface libre et en charge. L'objectif de ce mémoire est, premièrement, de présenter et d'expliquer les principes hydrauliques ainsi que les algorithmes mathématiques utilisés pour construire un modèle simple de simulation des écoulements en charge puis, deuxièmement, d'essayer de le valider à travers un ensemble de tests, où les résultats obtenus sont comparés à ceux du modèle SWMM. Ce modèle devrait être en mesure de simuler les écoulements à surface libre, les écoulements en charge et la transition entre ces deux régimes d'écoulement. Enfin, ce modèle devrait être capable d'effectuer la simulation des écoulements dans un contexte de contrôle en temps réel. Les résultats de ces tests montrent tout d'abord, que les cas de validation se divisent en deux catégories. La première est constituée de cas de pentes fortes et la deuxième de cas de pentes moyennes et faibles. Pour la première catégorie, les résultats des deux modèles sont similaires. Donc, l'hypothèse de l'écoulement uniforme dans une conduite semble valide dans ces cas. Pour la deuxième catégorie, on constate qu'il y a une différence entre les résultats obtenus par le modèle développé et SWMM. Cette différence vient du fait que le modèle considère l'écoulement uniforme et néglige par la suite l'effet des pertes de charge. Par ailleurs, la condition limite est considérée en amont de la conduite en aval du réseau et l'effet du refoulement n'est pris en considération que lorsque la conduite est en charge. Pour pallier ce problème, le nombre de Froude est utilisé pour décrire et classifier le type d'écoulement à surface libre. Celui-ci exprime le rapport entre les forces d'inertie et celles de gravité. Ce travaille montre donc qu'il est nécessaire pour les cas de pente faible de tenir compte de la condition limite à l'aval du réseau.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Villeneuve, Jean-Pierre
Mots-clés libres: réseaux municipaux; assainissement; SWIFT; hydraulique
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 20 août 2012 19:02
Dernière modification: 17 nov. 2015 21:08
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/317

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