6.9. Liaisons

6.9.1. Introduction

Les liaisons permettent de connecter les différents objets de modélisation entre eux, soit n’importe quel nœud de n’importe quel domaine à l’exception des nœuds hydrologiques :
  • les manhole NET_M,
  • les river node RIV_RNODE,
  • Les station node STN_NODE,
  • Les mesh element
  • Les storage RIV_STORAGE,
  • les crossroads RIV_CR.

Des restrictions sont appliquées sur les règles de connexions de certaines liaisons, détaillées ci-après.

Note

Les liaisons peuvent être créées avant la création des nœuds qui les porteront; elles devront cependant toutes être raccordées à un nœud lors de la génération du calcul.

Cette relaxation de la contrainte de connectivité des liaisons lors de la phase de construction du modèle permet :
  • de positionner des liaisons et de renseigner leurs caractéristiques avant que le schéma de modélisation soit totalement défini (lors du recensement des ouvrages sur le terrain ou de la préparation des levés topographiques par exemple),
  • de conserver leurs caractéristiques si le nœud qui les porte devait être supprimé (actualisation du maillage 2D, modification de l’agencement de carrefours, ...).

6.9.2. Liaisons disponibles

6.9.2.1. Les liaisons disponibles sont les suivantes

    1. LINK_G Gate link : vanne
    1. LINK_RG Regulated gate link : vannage régulé
    1. LINK_G Weir link : seuil déversant

    Les vannes et seuils déversants (1,2 et 3) ont les même caractéristiques que les singularités correspondantes, à l’exception des seuils : la liaison correspond à un seuil fixe alors que la singularité est régulée.

    1. LINK_PUMP Pump link : maillage par pompage, permet de modéliser de façon très complète le fonctionnement d’une station de pompage, avec plusieurs pompes en parallèle et une régulation de chaque pompe de type marche-arrêt en fonction d’un niveau bas et d’un niveau haut.
    1. LINK_DPUMP Deriv pump link : dérivation par pompage, loi de pompage simplifiée sous la forme d’un courbe tabulée qpomp(z)
    1. LINK_B Borda link : perte de charge de type Borda \(KV^2/2g\), similaire à la singularité Borda (elle intègre plus de lois de pertes de charge, 20 au total).
    1. LINK_C Connector link : connecteur, liaison de raccord très utilisée car elle permet de propager des flux sans perte de charge ni déphasage.Elle sert par exemple à raccorder un réseau à des chambres de station de gestion, ou des branches filaires entre elles.
    1. LINK_KS Strickler link : liaison frottement, modélise une perte de charge linéaire; son usage tend à se limiter compte des fonctions similaires assurées par d’autres liaisons, mais elle s’avère utile dans certains cas de raccordement latéral entre deux domaines distincts.
    1. LINK_P Porous link : liaison poreuse, sert à modéliser des fuites à travers une digue perméable.
    1. LINK_O Overflow link : surverse, composée de deux seuils parallèles matérialisant deux niveaux différents de surverse le long d’une même frontière. Elle est notamment utilisée pour connecter :
    • un cours d’eau à un domaine 2D,
    • une rue à un domaine 2D,
    • les mailles d’un domaine 2D au franchissement d’une discontinuité topographique.

    Cet objet dispose par ailleurs d’un module de rupture paramétrable, permettant de modéliser des ruptures de berges ou de digues.

    1. LINK_NO Network overflow link : surverse depuis un réseau, obligatoirement connectée à un nœud de type manhole à l’extrémité amont et à un carrefour ou une maille 2D à son extrémité aval. Elle est utilisée pour simuler les échanges de débit entre un regard d’assainissement et un réseau de surface en cas d’inondation de la surface ou de débordement par le regard. Les différents cas de fonctionnement sont illustrés ci-dessous.
    ../../_images/_Network_overflow_scheme.png

    L’activation de la liaisons est conditionnée par le type de regard (tampon ou avaloir; cf. Les regards).

    1. LINK_INTERd Inter link : Inter link, connecte les éléments d’un modèle de réseau aux éléments d’un modèle d’écoulements de surface sur le même principe que la liaison LINK_NO Network overflow link, mais entre deux modèles distincts (respectivement un modèle réseau et un modèle surface).
    1. LINK_2d Mesh 2d link : liaison 2d, connecte les mailles d’un domaine 2D entre elles.

6.9.2.2. Deux types de liaisons peuvent être distingués

  • Les liaisons 1 à 6, qui modélisent des ouvrages ponctuels dont les caractéristiques ne peuvent être déduites de la seule topographie : ouvrages de décharge, stations de relevage, ... et doivent être créées manuellement,
  • Les liaisons 7 à 13, qui peuvent être générées automatiquement : liaisons dont les caractéristiques sont uniquement liées à la topographie et à la géométrie des objets auxquels elles sont rattachées : liaisons de déversement sur des digues, berges ou infrastructures en remblai de grande longueur (cf. Création des liaisons en lot); ces liaisons peuvent également être créées manuellement.

6.9.3. Création de liaisons individuelles

Les liaisons sont créées par sélection de l’outil associé à la liaison considérée, puis sélection des objets amont et aval.

../../_images/_Links_button_ui.png

Des sommets complémentaires peuvent être ajoutés sur la polyligne matérialisant la liaison, via les outils d’édition topologique de QGIS après avoir rendu la couche correspondante modifiable dans le gestionnaire de couches.

6.9.4. Création des liaisons en lot

6.9.4.1. Principes

La génération des liaisons en lot passe par la définition de coverage, polygones délimitant les frontières des différents domaines (et sous domaines) de modélisation entre eux.

Les coverage sont définis par juxtaposition de lignes de contrainte contiguës et fusionnées à leurs extrémités (cf. Conceptualisation du territoire à modéliser pour la génération du maillage 2D, de liaisons en lot et la cartographie avancée des zones inondables). Deux domaines frontaliers s’appuient sur une ou plusieur ligne(s) de contrainte commune(s).

Les méthodes de construction des covrages sont décrites dans les chapitre spécifiques à chacun d’entre eux : Délimitation du domaine surfacique 1D, Casiers, Création du maillage, Rues

../../_images/_demo_links_1.png

6.9.4.2. Données topographiques utilisées pour le calcul des paramètres des liaisons

Lors de la génération de liaisons en lot, l’application calcule automatiquement leurs paramètres géométriques :

  • largeur (fonction du pas de discrétisation de la ligne de contrainte frontière),
  • cotes caractéristiques (fonction du type de liaison).

Les données topographiques utilisées pour le calcul des cotes caractéristiques sont :

  • Par défaut celles fournies par le MNT préalablement chargé,

  • Des semis de points topographiques vectoriels si ces derniers ont préalablement été associés à la ligne de contrainte support. Cette possibilité est utile dans le cas :
    • d’obstacles de faible largeur pour lesquels le MNT ne peut pas fournir l’information requise (murettes par exemple),
    • de simulations de projets d’ouvrages caractérisés par des points vectoriels (murettes ou endiguements par exemple).

    L’utilisation de semis de points vectoriels nécessite 2 étapes préalables :

    • Etape 1: importer le semis de points topographiques dans la table terrain points du schéma Project et leur affecter un nom de groupe (cf. Gestion des données topographiques et bathymétriques).
    • Etape 2: associer le groupe de points défini ci-dessus à la ligne de contrainte support des liaisons:
      • éditer l’objet ligne de contrainte avec le bouton d’édition d’Hydra,
      • se placer dans le sous menu 3D terrain points,
      • affecter le groupe souhaité à la ligne de contrainte ; cette action génère une polyligne 3D par projection sur la ligne de contrainte des points les plus hauts situés dans un buffer autour de la ligne de contrainte (longueur définie par le paramètre Points proximity (m)),

    Lors de la génération des liaisons (associées au maillage ou à l’aide de l’outil CST_LINKS, opérations décrites ci-après) les points topographiques seront utilisées en priorité sur le MNT.

    ../../_images/_Constrain_3D_terrain_points_ui.png

Note

Il est possible de mettre à jour les cotes des liaisons générées le long d’une ligne de contrainte en cliquant sur le bouton Update links du menu 3D terrain points.

6.9.4.3. Liaisons associées à un maillage 2D

Les liaisons internes à un coverage 2d sont générées avec le maillage RIV_MESH.

Les lignes de contrainte peuvent être communes à deux domaines de même type ou de type distinct. Lors du maillage d’un coverage, les liaisons vers les éléments des domaines frontaliers sont également créées automatiquement.

6.9.4.4. Autres liaisons entre coverage

L’outil CST_LINKS permet de générer des liaisons entre les coverage autres que mesh (2d).

Après sélection de l’outil CST_LINKS, sélectionner le coverage amont puis le coverage aval; les liaisons sont créées par l’application (si un des coverage est de type reach, le sélectionner en premier).

6.9.4.5. Liaisons de débordement de réseaux vers les rues et les mailles 2d

Dans les applications urbaines les modèles sont très souvent constitués par des réseaux souterrains filaires interconnectés à un modèle de surface occupé par des mailles 2D et des rues.

Hydra permet de connecter un réseau à un modèle de surface appartenant à un même modèle ou à deux modèles distincts (un de réseau et un de surface), pour plus de lisibilité et de flexibilité d’exploitation.


Liaisons entre des objets d’un même modèle

L’outil NOF_LINKS Network overflow link permet de générer les liaisons Network overflow, entre les regards des réseaux d’assainissement et les domaines de surface mesh (2d) et street.

L’activation de l’outil régénère l’ensemble des liaisons du modèle :
  • vers les mailles 2d contenant les regards : une liaison de type network overflow est créée entre le manhole et la maille correspondante,
  • vers les coverage street contenant les regards : une liaison de type network overflow est créée entre le manhole et le carrefour (crossroad) le plus proche.

Liaisons entre les objets d’un modèle réseau et d’un modèle de surface distincts

Considérons un projet deux modèles différents comme illustré ci-après :
  • un modèle de surface
  • un modèle de réseau sous-jacent.
../../_images/interlinks_scheme.png

Pour créer des liaisons inter-modèles cliquer sur le bouton « inter links » puis cliquer à l’intérieur du coverage, après avoir sélectionné le modèle « surface » comme le modèle actif :

../../_images/interlink_button.png

Cette opération crée des liaisons inter-modèle LINK_INTERd Interlink. Ces liaisons sont stockées dans la table interlinks du schéma Projet. Les règles de génération sont les mêmes que dans le cas d’un seul réseau. Elles sont applicables à des coverage 2D, des coverage streets et des coverage storage.

../../_images/interlink_layer.png

La liaison interlinks ne possède aucun attribut physique. Elle est traitée en interne comme une liaison de type connector. La table interlink contient les enregistrements suivants :

../../_images/interlink_database.png
Cette procédure s’avère très utile dans le cas de gros modèles comprenant plusieurs réseaux différents :
  • elle permet de construire le modèle simultanément avec des équipes différentes, chaque équipe prenant en charge un sous modèle réseau ou un sous modèle de surface. L’assemblage des sous modèles n’est effectué qu’après calage et validation de chaque sous modèle,
  • lors de l’étape de calage les sous modèles peuvent être testés séparément, ce qui simplifie considérablement ce travail de calage.

6.9.4.6. Liaisons entre un maillage 2d et un reach de type channel

Cette fonctionnalité permet d’immerger un bief 1d dans le maillage 2D sans que celui-ci s’appuie sur les berges du cours d’eau. Elle est notamment utilisée pour modéliser des fossés de faible largeur au regard de la taille des mailles 2d afin de représenter précisément le ressuyage du lit majeur.

Ces liaisons sont générées lors du maillage. Une liaison est générée depuis le reach portant des sections de type channel vers chacune des mailles 2d qu’il intersecte.

Note

la couche Channel peut être visualisée dans le gestionnaire de couche (groupe River and free surface flow du modèle actif). Elle matérialise les tronçons de reach de type channel.

../../_images/_Channel_mesh_links.png

6.9.4.7. Liaisons entre un maillage 2d et une condition limite

Ces liaisons, de type connector, sont générées via l’outil CST_LINKS, puis sélection d’un nœud de station de gestion ( STN_NODE station node) puis de la ligne de contrainte frontière, qui doit être de type boudary.

../../_images/_Station_node_meh_link.png

6.9.4.8. Synthèse

L’image ci-dessous présente les éléments générés à partir des différents outils disponibles pour l’exemple présenté en début de chapitre.

../../_images/_demo_links_2.png

Le tableau ci-dessous synthétise les liaisons inter-domaines pouvant être générées ainsi que l’outil associé.

  Mesh 1d Street Storage Network Channel Station
Mesh RIV_MESH RIV_MESH RIV_MESH RIV_MESH NOF_LINKS RIV_MESH RIV_MESH
1d RIV_MESH CST_LINKS CST_LINKS CST_LINKS - - -
Street RIV_MESH CST_LINKS CST_LINKS CST_LINKS NOF_LINKS - -
Storage RIV_MESH CST_LINKS CST_LINKS CST_LINKS - - -
Network NOF_LINKS - NOF_LINKS - - - -
Channel CST_LINKS - - - - - -
Station RIV_MESH - - - - - -