APPLICATION SUR EPANET
Réalisé par: FALL Yahya Alioune LAM Cheikhou Abdel Aziz
Encadré par: Mr BOUSHABA Farid
PLAN D’EXPOSE Introduction Partie 1: Présentation du logiciel Epanet I. II. III. IV.
Définition d’Epanet Capacités pour la modélisation hydraulique Capacités pour la modélisation de la qualité Etapes d’utilisation d’Epanet
Partie 2: Application sur Epanet I. II. III. IV. V.
Dessin du réseau représentant le système de distribution Saisi des propriétés des éléments du réseau Sélection d’un ensemble d’option de simulation Lancement d’une simulation hydraulique et visualisation des résultats Lancement d’une simulation de qualité et visualisation des résultats
Conclusion
Introduction Epanet est un logiciel d’hydraulique, très utilisé dans ce domaine.
Application sur Epanet: il s’agit de montrer comment travailler avec ce logiciel pour un projet hydraulique de conception et dimensionnement d’un
réseau d’alimentation en eau potable.
Partie 1: Présentation du logiciel Epanet
I.
Définition d’Epanet
EPANET est un logiciel de simulation du comportement des
réseaux de distribution d'eau, d'un point de vue hydraulique mais également d'un point de vue qualité de l'eau.
Un réseau de distribution d'eau est composé par un
ensemble de tuyaux, nœuds, pompes, vannes, bâches et réservoirs.
II.
Capacités pour la modélisation hydraulique
La taille du réseau étudié est illimitée. Pour calculer les pertes de charge dues à la friction, il dispose
des formules de Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, et ChezyManning. Il inclut les pertes de charge singulières aux coudes, aux tés,
etc. Il peut modéliser des pompes à vitesse fixe ou variable. Il peut modéliser différents types de vannes. …
III. Capacités pour la modélisation de la
qualité En plus des simulations hydrauliques, EPANET peut modéliser la qualité de l'eau avec les possibilités suivantes:
Modélisation du déplacement d'un traceur pendant la durée de la simulation.
Modélisation des déplacements et des variations de concentration en plus ou en moins que subit une substance (par exemple un produit secondaire de désinfection, ou du chlore résiduel). Modélisation du temps de séjour de l'eau dans le réseau. Indication à chaque nœud de la proportion d'eau provenant d'une ressource distincte. Modélisation des réactions d'évolution de la qualité de l'eau dans la masse et aux parois.
Entre autre…
IV.
Etapes d’utilisation d’Epanet
Les étapes classiques de l’utilisation d’EPANET pour modéliser un système de distribution d’eau sont les suivantes:
Dessin d’un réseau représentant le système de distribution;
Saisie des propriétés des éléments du réseau;
Sélection d’un ensemble d’options de simulation;
Lancement d’une simulation hydraulique ou d’une analyse de la qualité;
Visualisation des résultats d’une simulation.
Partie 2: Application sur Epanet
I.
Dessin du réseau représentant le système de distribution
Système de distribution d’eau
Plan de sectorisation pour la distribution en eau de la ville de Diamniadio
Système de distribution d’eau de la ville de Diamniadio
EPANET utilise différents types d’objets pour modéliser un
réseau de distribution, qui sont: (1) Nœuds :
(a) Nœuds de Demande (b) Bâches (c) Réservoirs
(2) Arcs :
(a) Tuyaux (b) Pompes (c) Vannes
(3) Textes
(6) Commandes :
(4) Courbes
(5) Courbes de Modulation
(a) Simples (b) Élaborées
Démonstration directe sur le logiciel Epanet: En ce qui concerne le mode de création, de sélection,
d’édition, de suppression et de repositionnement de ces objets pour le dessin du réseau représentant le système de distribution
II. Saisi des propriétés des éléments du réseau Un réseau de distribution est un ensemble composé de nœuds de
demande, tuyaux, vannes, réservoir, pompe et bâche: Ce sont les composants physiques du réseau.
Nœuds de Demande:
Les Nœuds de Demande sont les points du réseau où les arcs se rejoignent. Les données d’entrée minimales exigées pour les nœuds de demande sont:
ID Nœud Nœud 371 Nœud 372 Nœud 373 Nœud 376 Nœud 380 Nœud 383 Nœud 384 Nœud 392 Nœud 393 Nœud 395 Nœud 402 Nœud 403 Nœud 400 Nœud 385
Altitude m 22,4 21,7 22,7 24,32 22,7 22,7 22,72 24,17 21,5 20,43 25,95 25,2 25,3 22,7
Demande Base LPS 0 6,2 7,8 5,9 4,2 4,3 7,19 1,51 1,4 9,07 11,84 10,3 8,1 2,4
Qualité Initiale mg/l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Propriétés des nœuds de demandes du réseau de distribution d’eau
Tuyau:
Les tuyaux sont des arcs qui transportent l’eau d’un point du réseau à l’autre. Les données de base pour les tuyaux sont:
ID tuyau Tuyau 23 Tuyau 430 Tuyau 447 Tuyau 446 Tuyau 365 Tuyau 357 Tuyau 355 Tuyau 10 Tuyau 455 Tuyau 458 Tuyau 457 Tuyau 451 Tuyau 452 Tuyau 454
Longueur m 1443,65 838,11 345,89 302,49 120,82 312,67 425,97 596 1088,01 802 1311,55 375,75 248 821,34
Diamètre mm 600 600 600 600 600 600 600 300 300 300 300 200 300 150
Rugosité mm 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
État Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert Ouvert
Tableau 3 : Propriétés des tuyaux du réseau de distribution d’eau
Vannes:
Les vannes sont des arcs qui limitent la pression ou le débit en un
point précis du réseau. Leurs principaux paramètres d’entrée sont:
ID vanne
Diamètre
Consigne
Etat
mm Vanne 2
600
40
Actif
Vanne 4
300
30
Actif
Tableau 4 : Propriétés des vannes du réseau de distribution d’eau
Bâche infinie: Les Bâches infinies sont des nœuds représentant soit une source externe de capacité infinie. Les données de base pour une bâche sont :
Puisqu’une bâche est un élément de frontière d’un réseau, la qualité et la charge hydraulique de l’eau ne peuvent pas être
affectées par ce qui se produit dans le réseau.
la charge totale de la bâche est de 55 m la qualité initiale de l’eau dans la bâche est 1 mg/l
Réservoir:
Les Réservoirs sont des nœuds avec une capacité de stockage, dont le volume d’eau stocké peut varier au cours du temps. Les données de base pour un réservoir sont les suivantes:
Pompe: Les pompes sont des arcs qui ajoutent de l’énergie à un fluide et augmentent ainsi sa charge hydraulique.
La principale paramètres d’entrée pour une pompe sont :
Le fluide traverse la pompe en sens unique et EPANET ne perme pas aux pompes de fonctionner en dehors de leur courbe caractéristique.
Les composants non physiques Les composants non physique de notre réseau sont:
Editeur de courbes Editeur de courbes de modulation Editeur de commandes
Editeur de demandes Editeur de qualité de source
Editeur de courbes caractéristiques c’est une boite de dialogue qui nous renseigne sur les fluctuations du réseau au cours du temps : courbe caractéristique de la pompe à 6h :00
Editeur de courbes de modulation on l’utilise pour modifier les propriétés d’une courbe de modulation, élément qui permet de prendre en compte des effets dans le temps sur une valeur de base.
Editeur de demandes Il est utilisé pour attribuer des demandes de base et des courbes de modulation à plusieurs catégories de consommateurs d’eau aux nœuds de demande.
Editeur de qualité de source Est une boite de dialogue utilisée pour décrire la qualité de l’eau qui entre dans le réseau en un certain nœud.
III. Sélection d’un ensemble d’option de simulation Il s’agit des 5 catégories d’options spécifiant le type de calcul effectué par EPANET. Ce sont les options suivantes: Hydrauliques, Qualité, Réactions, Temps, et Énergie. Pour éditer une de ces options: Sélectionnez la catégorie Options du Navigateur des Données ou sélectionnez
Projet>> Options de Simulation… de la barre de Menu. Sélectionnez dans le Navigateur: Hydrauliques, Qualité, Réactions, Temps ou
Énergie dans le Navigateur. Si l’Éditeur des Propriétés n’est pas visible, cliquez sur le bouton Éditer
Navigateur (ou tapez sur la touche Entrée). Éditez les options dans l’Éditeur des Propriétés selon vos préférences.
du
IV. Lancement d’une simulation hydraulique et visualisation des résultats Pour Lancer une Simulation hydraulique: 1. Sélectionnez Projet >> Lancer la Simulation de la
barre de menu ou cliquez sur le bouton
dans la
barre d’outils standard. 2. Vous pouvez suivre l’exécution des calculs dans la
fenêtre État de la Simulation. 3. Cliquez sur Accepter quand les calculs sont terminés.
Les résultats d’une simulation et des données d’entrée du réseau, peuvent être affichés sous forme de schémas, de graphiques, de tableaux et de rapports.
- Sous forme de schéma: on a l’exemple d’un requête
- Sous forme de graphique: les différents types de graphes sont:
Graphe d’Évolution Profil Longitudinal Courbe de Niveau
Courbe de distribution Balance en Eau
Graphe d’Évolution Nous montre l’évolution de la pression dans le temps de trois nœuds de demande.
Profil Longitudinal Affiche l’évolution d’une valeur en fonction de la distance euclidienne entre les points
Courbe de Niveau Affiche les régions du schéma où les valeurs sont comprises entre certains intervalles.
Courbe de distribution Représente sur l’axe Y la fraction d’objets de valeur inférieure à la valeur de l’axe X
Balance en Eau Montre l’évolution de la quantité totale d’eau qui est produite et qui est demandée dans le temps.
- Sous forme de tableau: on a:
Etat des nœuds de demande
Etat des tuyaux
- Rapports spéciaux: on en distingue 5 qui sont: Rapport d’état
Rapport d’énergie
Rapport de calage
Rapport des réactions
Rapport complet
Rapport d’état
Rapport d’énergie
IV. Lancement d’une simulation de qualité et visualisation des résultats Modélisation des déplacements et des variations de concentration en plus ou en moins que subit une substance (par exemple ici le chlore).
Les options pour cette modélisation seront alors :
Et les résultats peuvent être affichés après lancement de la simulation en cliquant le bouton dans la barre d’outils standard :
Dans un Tableau,
on peut voir la qualité en chlore de l’ensemble des nœuds du réseau à un temps donné.
boîte de dialogue de Sélection du Tableau
Résultat de la qualité de l’eau des nœuds à 8 :00 Heures
A l’aide d’un graphique, on peut voir l’évolution (Graphique d’évolution) du chlore pour des nœuds ou des arcs donnés pour la durée entière de simulation
boîte de dialogue de Sélection de Graphique
Résultat de l’Evolution du chlore des nœuds 393, 397 et 1 pour la durée entière de simulation
Dans un Rapport, on peut voir graphiquement les vitesses moyennes des réactions (Rapport de réaction) du chlore qui s’effectuent dans: la masse d’eau les parois des tuyaux les réservoirs de stockage
Résultat des vitesses moyennes des réactions du chlore qui s’effectuent dans la masse d’eau, les parois des tuyau et le réservoir
CONCLUSION
En guise de conclusion, on peut dire d’EPANET qu’il nous permet d’avoir une vision future sur les comportements des systèmes de distribution d’eau, d’un point de vue hydraulique que de qualité. Lors de nos travaux de recherche sur ce-dit logiciel, on a pu constater toute l’importance qu’il a dans le monde du professionnalisme.
