MacroRugo: Mise à jour de la formule f(h*) à partir de Cassan 2023

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By Dorchies David on 2023-01-04T12:58:05 (imported from GitLab)

Equation 11:

By Dorchies David on 2023-01-12T10:49:59 (imported from GitLab)

Si on pose

C_b = C_{d0}

alors on a:

f(h^*) = 1 + \dfrac{1}{f(F)h^*}

Dans le code de Cassiopée, j'ai une variable intermédiaire

C_d = C_{d0} f(h^*)

qui intervient ensuite à deux endroits:

le calcul de CdChD qui intervient lui-même dans le calcul de
\beta = (k / \alpha_t) (C_d \times C \times k / D) / (1 - \sigma C)
le calcul de
u_0
le calcul de
N

By Dorchies David on 2023-01-12T11:22:15 (imported from GitLab)

mentioned in commit 9ec58aac

By Dorchies David on 2023-01-12T13:02:59 (imported from GitLab)

marked this issue as related to nghyd#591

By Dorchies David on 2023-01-12T13:22:08 (imported from GitLab)

Ludovic Cassan a écrit:

les écarts sur la nouvelle formule était attendus, ils peuvent même être plus grand pour les plots carrés. Cependant, ils permettent de mieux s'approcher des résultats expérimentaux pour les plots carrés. En prenant quelques manips au hasard, il me semble que la formule est bien implémentée. Si David veut faire le test sur tous les manips. Je vous envoie les fichiers de résultats. Les manips resultats_canalbleu sont faites sur le dispositif "poisson" à l'échelle 1/2, ils ont servi à la validation dans le papier. On devrait trouver un écart sur le débit inférieur à 10%.

resultat_canalbleu.xlsx

By Dorchies David on 2023-01-13T14:50:41 (imported from GitLab)

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mentioned in commit b7a00024

By Dorchies David on 2023-04-17T15:16:13 (imported from GitLab)

@dcourret a écrit:

Bonjour à tous,

J'ai comparé la version actuelle (4.16.3) et la version avec la dernière formulation pour les rampes à macrorugosités (4.16.3-271-gf505b014) sur :

la série de 11 tests
l'exemple de rampe à macrorugosités fourni dans Cassiopée
le cas de la rampe de Sorde sur le Gave d'Oloron

Voir les fichiers ci-joint.

Les écarts sur les débits sont importants (>20-30%) pour les rapports H/D < 0.7-0.8, soit des hauteurs d'eau de l'ordre de 0.3-0.4 m pour les valeur de D courantes (0.4-0.5 m). Les écarts sont un peu plus réduit sur les vitesses maximales dans les jets ; par contre les écarts sur les puissances dissipées sont les mêmes que sur les débits.

Ce changement de formule n'est pas sans conséquence sur la conception des rampes, en particulier dans les conditions de bas débit pour lesquelles les rampes sont généralement calées pour respecter tout juste les critères de hauteur d'eau minimale qui varient de 0.2 à 0.4 m selon les groupes d'espèces.

L'impact en termes de franchissabilité concerne essentiellement les groupes d'espèces n°8 (hmin de 0.3 m et Vmax de 1.5 m/s) et n°9 et 10 (hmin de 0.2 m et Vmax de 1.5 m/s). En utilisant le module vérification des passes, il ressort que l'exemple de rampe à macrorugosités fourni dans Cassiopée devient non-franchissable par ces groupes d'espèces avec le changement de formule, quel que soit le niveau d'eau amont. Dans le cas de la rampe de Sordes, il y a moins de différences dans les résultats du module de vérification. Mais en prenant en compte le critère de puissance dissipée maximale (300 W/m3 pour les petites espèces des groupes 8 et 9), on passe bien d'une situation diagnostiquée franchissable à une situation diagnostiquée infranchissable pour ces espèces. Il est à noter que dans la version actuelle (3.16.3), la puissance dissipée maximale n'est pas un facteur vraiment limitant par rapport aux critères de hauteurs d'eau minimale et de vitesse maximale ; et avec la nouvelle formulation, la puissance dissipée maximale devient un facteur limitant.

A noter également que dans le cas de la rampe de Sordes, le débit transité par la rampe en condition de bas débit du cours d'eau passe de 0.92 à 1.30 m3/s, soit +40%. Ce type d'augmentation de la débitance prédite n'est pas anodine dans les cas où les rampes doivent transiter un débit précis (tout ou partie d'un débit réservé).

Si j'adhère à l'idée d'améliorer la formule, j'avoue que l'ampleur des changements et leurs conséquences sur la débitance et la franchissabilité des rampes sont tout de même génantes. A mon sens, ce changement de formule doit être accompagné d'une information à destination des utilisateurs de la nouvelle version (est-ce possible dans Cassiopée à l'ouverture des modules "passe à macro-rugosités" et "passe à macro-rugosités complexe" ?), ainsi que d'un message à destination des collègues OFB qui vérifient les projets de rampe, pour éviter qu'un projet conçu par un bureau d'étude avec la version 4.16.3 ne soit évalué par les collègues avec la nouvelle version (ce qui ne va pas être simple dans les faits et va sans doute provoquer quelques couacs).

Ce devra être la dernière modification des formules, du moins avant longtemps, au risque de discréditer l'outil.

Qu'en pensez-vous ? Si vous êtes OK, je pourrais proposer un texte d'information.

A bientôt,

Dominique

Test-Macrorugosites-2021-03-23.json

Comparaison-Cassiopee-V4-16-3-ET-4-16-3-271-gf505b014.xlsx

Exemple-Sorde-Avec-Verif.json

Exemple-Rampe-Cassiop-Avec-Verif.json

By Dorchies David on 2023-05-12T08:40:02 (imported from GitLab)

@sylvain.richard a écrit:

Salut à tous,

Merci Domi pour ces tests complets.

En complément, j’ai regardé la débitance de la passe de Remoulins sur le Gardon donnée par les 2 formules (version 4.16.3 vs version 4.16.3-271-gf505b104), pour laquelle nous avons également une mesure de débit réalisée in situ (ADCP). Voici les résultats :

Débit version actuelle : 1.671 m3/s
Débit version en test : 2.232 m3/s
Débit mesuré in situ : 1.61 m3/s ±0.161 m3/s

Comme pour les exemples testés par Domi, les paramètres hydrauliques (vitesses, P/V) sont plus sévères avec les nouvelles formules, ce qui conduit à dégrader le franchissement du dispositif pour les petites espèces (ça ne remet pas en cause son franchissement pour les principales espèces cibles). Le fichier est en pj.

Par rapport à la sortie et à l’accompagnement d’une nouvelle version des formules pour les rampes, ne faudrait-il pas auparavant prendre le temps d’avoir plus de comparaison entre débit modélisé et débit mesuré ? Quite à prévoir des manips d’ici l’été sur qq rampes à proximité de Toulouse ?

Sylvain

2022-06_Gardon-Remoulins_Conformite.json

By Dorchies David on 2023-05-12T08:41:06 (imported from GitLab)

@ludovic.cassan a écrit:

Bonjour,

les autres mesures dont on dispose sont celles sur les passes de l'Orb mais je ne trouve plus les valeurs faites à l'ADCP. Je vous envoie dans le tableau ci-dessous les valeurs calculées à partir des configurations des plans et non pas mesurées. En particulier pour Remoulins j'ai pris une hauteur d'eau de 45cm mais il serait plus cohérent d'avoir une valeur plus faible car l'écoulement se fait dans les rugosités de fonds sur la rive droite. Avec 42 cm la nouvelle formule donne la valeur expé. Si Dom ou Sylvain complètent le tableau avec leur archive ça donnera au moins 2 points en plus. Je vous envoie également les tracés transversaux de vitesses max.

Je soulève également le problème que si le débit réservé est calé sur une passe avec 20 cm d'eau au-dessus de rugosités de fond qui font aussi 20 cm espacée de façon aléatoire, à mon sens aucune des formules ne permet d'être plus précis que 20-30 %. Le débit entre les rugosités de fond devrait dépendre alors de leur implantation.

Le biais actuel vient du fait qu'il n'y ait pas de limitateur et donc le débit calculé pour l'instant est sous estimé, ce qui est plutôt favorable pour les cours d'eau ,non?

Param	Tabarka	Malhaute	Remoulins
h max (cm)	55	50	45
new	3,04	2,57	2,01
old	2,57	2,12	1,6
guide	2,71	2,34	1,93
exp	?	?	1,65

Bon week end,

Ludovic

Vmax à Tabarka

Vmax à Malhaute

By Dorchies David on 2023-05-12T14:08:52 (imported from GitLab)

mentioned in commit c72d7097

By Grand Francois on 2023-06-01T08:26:07 (imported from GitLab)

mentioned in commit a59223a0

By Grand Francois on 2023-06-01T08:26:07 (imported from GitLab)

changed milestone to %4.19.0

changed milestone to %4.20.0

MacroRugo: Mise à jour de la formule f(h*) à partir de Cassan 2023

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