WTS Formation Epanet Woumeni 2014

Formation au code EPANET

Water Water & Soils Soils – Trainin Training g Dr. Robert WOUMENI Version 2014.

Formation au code EPANET SOMMAIRE



1) Introduction.



2) Application de base



3) Consommation moyenne et Pompage



4) Les profils de modulation de la consommation



5) La gestion des réservoirs (les asservissements)



6) Faibles et fortes pressions et bornes à incendie.



7) Les vannes de régulation (stabilisateur aval, amont, …)



8) Les surpresseurs (courbe de pompe)



9) Interactions entre réservoirs



10) La chloration 2

www.Water-Soils-Training.Com

Formation au code EPANET I) Introduction Fournir de l’ eau de bonne qualité, et à une pression suffisante aux consommateurs, tel est le challenge quotidien des entreprises de distribution de l’ eau. Une bonne gestion s’appuie aujourd’hui sur des outils de modélisation qui permettent: (1) de préciser les l es études diagnostiques , (2) d’étudier par anticipation les situations critiques, (3) d’optimiser les paramètres de fonctionnement dans une approche économique, économique, et (4) de réaliser des schémas directeurs. Ce cours vise à sensibiliser les futurs techniciens et ingénieurs à la problématique de la gestion des réseaux d’ eau potable à l’ échelle d’ une ou de plusieurs communes par une approche concrète et pratique reposant sur le logiciel EPANET, aujourd’hui très utilisé de part le monde. Le Logiciel EPANET a été développé par l’agence Américaine de protection de l’Environnement (EPA) représentée par Lewis A. Rossman que nous remercions très sincèrement. 3


Formation au code EPANET I) Introduction Les études diagnostiques visent à déterminer les points de dysfonctionnement dysfonctionnement d’un réseau d’eau potable. On passera en revue les différents équipements, avec la question de savoir s’ils remplissent correctement leurs fonctions. Elles commencent par une campagne de mesures de: Débit

et pression en quelques points bien choisis;

Niveau

dans les réservoirs;

Estimation

des débits (nocturnes) de fuite par secteur;

Profils

de modulation des consommations domestiques / industriels;

Essais

de pression sur les bornes à incendie;

Vérification Evaluation

des vannes, des pompes et des régulations;

de l’état des canalisations.


4

Formation au code EPANET I) Introduction Les schémas directeurs correspondent à un programme pluriannuel, dont l’objectif porte sur l’amélioration de la fonctionnalité globale du réseau d’eau potable, sur les moyen et long termes, en prenant en compte l’évolution de la demande (domestique et industrielle). Il faudra donc mettre en adéquation les besoins et les ressources, et envisager de façon planifiée les investissements à mettre en œuvre. Ainsi, on peut selon les problèmes soulevés par l’analyse diagnostique, penser à: Installer des sur-presseurs ou des réducteurs de pression; Remplacer Trouver Revoir

des conduites très anciennes;

de nouveaux points de captage;

les consignes de régulation;

Installer

un nouveau réservoir ou réhabiliter un ancien;

Augmenter

le nombre de bornes incendie;…..


5

Formation au code EPANET I) Introduction Un modèle, c’est la combinaison d’un outil de calcul, de mesures et d’un ensemble d’hypothèses simplificatrices, dans le but de représenter l’état et le fonctionnement d’un système hydraulique sur un site donné. Pour un réseau d’eau potable, les grandeurs de sortie (pression, débit, vitesse et niveau des réservoirs) sont obtenues à partir des grandeurs d’entrée (altimétrie, géométrie des canalisations et des réservoirs, consommations, profils de modulation) et des principaux paramètres hydrauliques (pompages, consignes de régulation, états des vannes, rugosité des conduites…) Certains paramètres (tel que la rugosité) sont très difficiles à estimer. On les ajuste en faisant correspondre, sur quelques points les grandeurs de sortie calculées et mesurées. On parle alors de calage du modèle. Un modèle calé (et validé) est un outil d’aide à la compréhension, pour les études diagnostiques. C’est un outil pratiquement incontournable, pour les schémas directeurs, car il permet de comparer plusieurs solutions techniques, avant l’étape des évaluations financières. www.Water-Soils-Training.Com

6

Formation au code EPANET I) Introduction Pour ce cours d’initiation d’initiation au logiciel EPANET, EPANET, on adoptera une approche pas à pas, en réalisant successivement de petits cas de calcul avec un degré de complexité croissant, afin de faciliter une prise en main rapide. Les notes du cours sont à télécharger gratuitement sur le site : www.water-soils-training.com Le logiciel et sa documentation sont à récupérer à l’url suivante : www.epa.gov/nrmrl/wswrd/dw/epanet.html Choisir en bas de page : self-extracting installation program for epanet 2, et epanet 2 users Manual (pdf), puis les copier dans votre répertoire de travail (Z). NB. Il est demandé pour ce cours, de suivre les indications de départ données par le Prof, puis de ne pas hésiter à se servir de la documentation pour aller de l’avant en attendant les nouvelles consignes. Le travail à rendre porte sur un exercice de synthèse, synthèse, qui reprend plusieurs des compétences acquises. www.Water-Soils-Training.Com

7

Formation au code EPANET 2) Application de base

Pour cette application de base on va, sur une zone représentant un quartier créer des nœuds, des conduites, mettre une bâche à la bonne hauteur, puis lancer les calculs. Les nœuds étant disposer sur une légère pente, on va vérifier que l’hydrostatique est respectée. -Double cliquer sur la création des nœuds nœuds puis mettre les coordonnées (x , y) suivantes : (50 , 5000) (50 (50 , 4000 4000)) ; (50 , 300 3000) 0) ; (1050 (1050 , 300 3000) 0) ; (2050 (2050 , 300 3000) 0) ; (3050 (3050 , 300 3000) 0) ; (50 , 200 2000) 0) ; (1050 (1050 , 200 2000) 0) ; (2050 (2050 , 200 2000) 0) ; (3050 (3050 , 200 2000) 0) ; (50 , 100 1000) 0) ; (1050 (1050 , 100 1000) 0) ; (2050 (2050 , 100 1000) 0) ; (3050 (3050 , 100 1000) 0) ; -Double cliquer sur les nœuds pour introduire les altitudes z=12m, z=13m, z=13m, z=14m, z=15m, z=16m sur chaque ligne (la plus basse en bas). -Mettre les conduites entre les nœuds sans se soucier du sens (amont vers aval). Double cliquer sur une conduite pour renseigner, la longueur ( l=100 m), le diamètre ( D= 160mm sur les antennes et 320 mm sur le l e tronçon structurant en forme de L renversé), et la rugosité selon Hazen-Williams (R=150 pour du neuf ). -Rajouter une bâche (petit reservoir dans la version anglaise) sur s ur le point (-950 , 5000). Renseigner une charge (Head dans la version anglaise) H=17m. -Lancer une simulation (le bouton de raccourci c’est l’éclair jaune). C’est l’application : test01-bachehaute-nœuds-conduites test01-bachehaute-nœuds-conduites NB. Les valeurs des coordonnées (x,y) n’interviennent pas dans les calculs. calculs . 8 www.Water-Soils-Training.Com

Formation au code EPANET 2) Application de base

-Faire: MapJunctionPressure, et MapPipesFlow, pour afficher l’échelle de pression, et de débit. On peut double cliquer sur l’échelle pour affiner les valeurs de celle-ci. -Faire: ProjectDefaultHydraulics, et changer l’unité de débit pour mettre en l/mn ou en l/s. Dans ce cas, l’unité de pression initialement en PSI, devrait passer automatiquement en mCE. -Faire: ViewOptions Notation Display Node id’s (ou Display Link id’s), pour numéroter les nœuds ou les conduites. Ce sera utile pour se repérer. NB. Penser parfois à faire des zooms pour s’assurer par exemple que tous les nœuds sont connectés, et que le schéma correspond bien à ce que l’on a souhaité saisir.

NB. On peut vérifier que l’hydrostatique l’hydrostatique est respectée. Applica Appli catio tion n : test01 test01-nœuds-conduites nœuds-conduites et bache

9 www.Water-Soils-Training.Com

Formation au code EPANET 3) Consommation moyenne et Pompage

-Mettre sur chacun des 4x3=12 nœuds de consommation, la valeur suivante pour la « base base dem deman and d » (cons (consom omma mati tion on moye moyenn nne) e) : 40 l/h= 0.67 l/min. -Faire: ViewOptions Flow arrowsStyle open, pour afficher les sens d’écoulement dans les conduites. -Lancer une simulation: Project Run Analysis (le bouton de raccourci c’est c’est l’éclair jaune). NB: A chaque que l’on l’on fait des modifications, modifications, on doit doit relancer les calculs. -Noter que les valeurs de débit lorsqu’on clique sur une conduite peuvent être positive ou négative, selon une convention qui tient compte du nœud renseigné en premier. Application : test02-bachehaute-consomma test02-bachehaute-consommation tion


Formation au code EPANET 3) Consommation moyenne et Pompage

-Déplacer la bâche sur un point bas (-950, 1000), puis raccorder une pompe vers le nœud (50, 1000). Il est important cette fois de respecter le sens de l’amont vers l’aval. l’aval . Double cliquer sur la pompe afin de renseigner le numéro d’une courbe de pompe (ex : n°1). Faire: DataPump Pump curve curve pour pour renseigner la courbe cour be de pompe p ompe n°1 n°1 . Mettre un débit de 40x12=480 l/h =8 l/min, et une charge de 5m. Le logiciel proposera alors une courbe de pompe passant par ce point de fonctionnement. Mais de façon générale, on peut renseigner la courbe de pompe en introduisant plusieurs points (H, Q). Le logiciel essaie par la suite de trouver un point de fonctionnement qui convienne à la courbe de pompe, et aux besoins en charge et débit du réseau. Il arrive bien souvent que la solution obtenu ne soit pas réaliste. Ce sera parfois dû à un mauvais jeu de données/paramètres. données/paramètres. Il ne faut pas perdre de vue que le nombre de paramètres (diamètres, rugosité, altimetrie, etc….) est très élevé et que la résolution par itérations successives n’a pas souvent une solution unique. Donc il faut en permanence vérifier la consistance des données fournies . -Lancer une simulation (le bouton de raccourci c’est l’éclair jaune). -Refaire ensuite des simulations avec un débit insuffisant (ex : Q= 2 l/mi l/min) n) puis puis une charge insuffisante (ex : H= 2 mCE) et noter vos observations. observations. Reprendre Reprendre avec un débit débit trop élevé (ex : Q= 400 l/min) l/min) ou une charge charge trop importan importante te (ex : H= 100 mCE). mCE). Ce qui permet permet d’avoir d’avoir un aperçu des messages transmis par le logiciel. logiciel . Applicatio Application n : test03-b test03-bâche âchebasse basse-pomp -pompe e (figure (figure en page page 10). 10). www.Water-Soils-Training.Com

11

Formation au code EPANET 4) Les profils de consommation

-A partir de l’application précédente, introduire une dynamique temporelle. Faire: sur le browser (navigateur) Data OptionsTimesTotal duration=24h, puis DataOptionsTimeHydraulic time step= 1h. -Vérifier la loi des nœuds, nœuds , et la loi des mailles. mailles . - Po Pour ur crée créerr un profil de modulation de la l a consommation (pattern en anglais), faire: DataPatternEdit (icône du petit tableau). Ensuite renseigner un n° d’identification 1, 1, 2, etc, puis les 24 coefficients multiplicatifs souhaités sur les tranches horaires. En exemple, pour le pattern n°1, mettre 1 entre 0h et 12h puis 0 entre 13h et 24h. Puis pour le pattern n°2, mettre 0 entre 0h et 12h suivis de 1 entre 13h et 24. Il reste ensuite à cliquer successivement sur les 6 nœuds en bas à gauche, puis ema and pa pattern ern » Prendre le n°2 pour les 6 nœuds en bas renseign rens eigner er le n°1 n°1 pour le l e « dem à droite. -Notez vos observations sur la relation entre pression et consommation sur les différentes différentes tranches horaires, pour les 2 secteurs du réseau. NB. On peut aussi mettre un profil de fonctionnement sur une pompe, pour décider des temps d’arrêt et de marche. Application : test04-bâchebasse-pompe-mo test04-bâchebasse-pompe-modulationconsomma dulationconsommation tion



• On va faire faire une une premi première ère exte extensi nsion on en en rajout rajoutant ant 6 nouv nouvea eaux ux nœuds nœuds aux poin points ts (3050, 4000) (4050, 4000) …….. (8050, 4000) •Puis un réservoir au point (7050, 4000) •Sur les 6 nœuds, on met me t une consommation consommati on de 80l/h (1.33 l/mn). l /mn). Le pattern patter n n°1 leur sera appliqué appli qué par défaut, mais on peut créer c réer un pattern pat tern n°3. n°3. •Eléva Elévatio tion n du réser réserv voir : 16m 16m ; Niv Niv mini= mini=0m 0m ; Niv Niv maxi= maxi=3m 3m ; Niv Niv initi initial= al=0m 0m •Pour le diamètre, diamètre, on procèdera de la façon suivante : la consommation maxi maxi est de 40x12+80x6=960 l/h, soit 23000 l/jour. Connaissant, la hauteur d’eau dans le reservoir 3m, on en déduit la section (circulaire) S=7.7m2, soit un diamètre de D=3,12m. •Le reservoir est raccordé au nœud (7050, 4000) par une conduite D=320mm, longueur=100m, Coef HW=150. •Le débit pour la courbe de pompe était précédemment de 8 l/mn, mais compte tenu de la nouvelle demande, on va devoir modifier cette courbe. Ainsi, on introduit un point (H,Q) tel que H=5m, Q=16 l/mn . •Vérifier que le réservoir réservoir se remplit comme il se doit doit sur la journée : flèche entrante, entrante, puis courbe de niveau (ascendante) sur 24h.




Formation au code EPANET 5) La gestion des réservoirs

Application : test05-bâchebasse-pompe-res test05-bâchebasse-pompe-reservoir ervoir Le système précédent n’est pas du tout optimisé comme le montre les évolutions croissantes de la pression sur 3 nœuds (y compris le réservoir), ainsi que le débit en sortie de pompe dans la conduite n°7. n°7. On a aussi représenté repr ésenté la courbe de pompe. Il y a donc nécessité à recherche un meilleur fonctionnement, avec une bonne gestion de réservoir.


A partir de l’application l’applic ation n°6 les altitudes alti tudes sont so nt prises prise s x 10.

15


Application : test06-bâchebasse-pompe-res test06-bâchebasse-pompe-reservoir-asservissement ervoir-asservissement (temps) On va ensuite prendre (H,Q)=(40m, 16l/mn) pour la courbe de pompe. Mais on souhaite aussi remplir le réservoir, on va donc prendre (H,Q)=(40m, 48l/mn) •Vérifier que le réservoir se remplit sur toute la journée et noter la hauteur max atteinte. Ensuite faire : Data ControlsSimple, Simple, et taper dans dans la fenêtre fenêtre qui s’ouvre s’ouvre : •LINK 14 CLOSED C LOSED AT AT TIME 17 •Cela veut dire que l’organe hydraulique (pompe, vanne, etc…) qui se trouve sur la conduite n°14 n°14 doit se fermer fer mer à 17 heures h eures (temps (tem ps compté compt é depuis le début débu t de la simula simulatio tion). n). NB : Il faut bien respecter la syntaxe . •Puis observer les sens d’écoulement avant et après17h sur votre réseau. Vérifier aussi la courbe de variation de niveau dans le réservoir .


On a donc fermer une vanne dans la conduite 14 à 17h. On voit que la pompe est arrêtée à partir de cette heure. Toutefois la demande deman de semble trop faible pour amorcer une baisse 16 dans le réservoir.


•Application : test07-bâchebasse-pompe-re test07-bâchebasse-pompe-reservoir-asservissement(nive servoir-asservissement(niveau) au) •Les instructions d’asservissement ont par exemple la syntaxe suivante: •LINK 14 CLOSED IF NODE 22 ABOVE 2.4 •LINK 14 OPEN IF NODE 22 BELOW 2.3 •Cela veut dire que l’organe hydraulique (pompe, vanne, etc…) qui se trouve sur la conduite n°14 doit : se fermer si s i le réservoir réservoi r (situé sur su r le nœud n°22) est au dessus du niveau niv eau 2.4m s’ouvrir s’ouvri r si le réservoir réservoi r (situé sur le l e nœud n°22) est en dessous dess ous du niveau 2.3m •Il faut penser à s’assurer que le niveau initial est compris dans la fourchette de l’asservissement. Vérifier ensuite les cycles de marnage dans le l e réservoir, réservoir, en réponse à l’asservissement en niveau introduit.

Avec un asservissement en niveau, on produit plus facilement des marnages dans le réservoir. Dans le cas idéal, il faut marner suffisamment suffisamment en amplitude avec peu de cycles, pour réduire les coûts de pompage. 17 www.Water-Soils-Training.Com

Formation au code EPANET 6) Faibles et fortes pressions

Application : test08-bâchebasse-pompetest08-bâchebasse-pompe-reservoirreservoir-faibles faibles pressions •On fait une 2ème extension vers le nord en rajoutant 4 nœuds, (sans consommation dans 1 premier temps). Les autres caractéristiques (longueurs de conduite, diamètres, etc..) étant identiques à celles des nœuds voisins. Les 4 points ayant un dénivelé de 40m. On doit donc à nouveau modifier la courbe c ourbe de pompe. On propose (H,Q)=(80m, 48l/mn). Lorsqu Lorsque e les nœuds nœuds de de l’exten l’extensio sion n « Est » consomm consommen entt (de 0h à 12h) les points de la nouvelle extension n’ont pas assez de pression. Puis de 13h à 24h, les nœuds du nord ont des pressions suffisantes voire élevées (cf. figures en page suivante). Les valeurs guides pour un fonctionnement correct sont les suivantes: •



2 < P < 6 bars

0.1 < V < 3 m/s  0.1 < Cl mg/l (qualité).  Borne incendie : 60 m3/h (pendant 2 h) sous 1 bar de pression. 


18


Illustration de pressions insuffisantes à 5h (gauche), et correctes à 20h (droite).


Comparaison des évolutions de pression sur 24h pour un nœud de la nouvelle extension (rouge) et un nœud à l’ouest (vert).

19


En réalité, l’apparition de problèmes d’insuffisance de pression se arni ning ng,, manifeste dans le logiciel par des messages d’alerte du type: « war negative negati ve pressure at node n°33 ». Afin de contourner temporairement ce problème, problè me, on a choisi de d e placer une un e vanne TOR sur la conduite n°26, que l’on ferme sur la plage horaire à éviter.

test09-bâchebasse-pompe-reservoirreservoir-V Vanne-TOR anne-TOR • Application : test09-bâchebasse-pompe•On testera ensuite le fonctionnement d’une vanne TOR (tout ou rien) qui pour le logiciel, n’est rien d’autre qu’un tronçon de conduite. On casse une conduite, pour introduire un nœud (attention à mettre la bonne altitude) et 2 conduites de part et d’autre ayant les mêmes caractéristiques qu’auparavant. qu’auparavant. On pourra ensuite, mettre des instructions d’asservissement temporelle (ou de contrôle) du type ouverture-fermeture ouverture-fermeture à une heure donnée.


Formation au code EPANET 7) Les surpresseurs

• Applica Applicatio tion n : test1 test12b2b-bâc bâche hebas bassese-pom pompe pe-re -reser servoi voir-V r-Vann anne-S e-Surp urpres resseu seurr • Les problèmes de pression de la zone Nord peuvent peuvent être résolus efficacement efficacement par l’adjonction d’un surpresseur surpresseur.. On laisse en exercice, le soin de trouver les bons paramètres pour un fonctionnement correct avec ce nouvel équipement. équipement.


Formation au code EPANET 8) Les vannes de régulation

•Application : test10-bâchebasse-pompe-re test10-bâchebasse-pompe-reservoir-V servoir-Vanne-PRV anne-PRV •Nous souhaitons à présent étudier le fonctionnement des vannes stabilisatrice aval (PRV (PRV dans le logiciel logiciel Epanet) Epanet).. On doit renseigner renseigner une « Setting Setting » pression pression de consigne consigne (Pcons dans les unités de pression utilisées). La vanne fonctionne de la façon suivante selon les valeurs valeurs de la pression entre entre l’amont et l’aval: •Pam > Pcons, c’est le mode actif de la vanne (en régulat régulation ion afin d’ajust d’ajuster er la pression sur le nœud aval à la valeur de la consigne, la vanne sera finalement dans un état de fermeture partielle). •Pam < Pcons, la vanne se met en ouverture totale. •Pam < Paval, la vanne se met en fermeture totale (afin de s’opposer aux écoulements en sens inverse). •NB : Lorsque la valeur valeur de la consigne est très élevée, la vanne a toute toute les chances d’être en mode d’ouverture totale. Nous avons placé 2 vannes PRV sur les zones Sud de notre exemple. Nous avons eu quelques difficultés pour mettre en œuvre cet exemple. Comme pour de nombreux logiciel, il ne faut pas s’étonner s’ étonner quand parfois les choses ne fonctionnent pas comme elles devraient. Le grand conseil en modélisation modélisation porte sur la ténacité, ténacité, et la persévérance,, en s’efforçant de contourner rationnellement le problème posé. Dans le persévérance cas présent, l’exemple est devenu fonctionnel en changeant les unités de débit. Passage de l/min à l/s. On peut étudier plus en détail les conséquences de ce changement, changement, et analyser aussi l’influence des valeurs de la consigne. www.Water-Soils-Training.Com

22


On peut apprécier le rôle des vannes PRV (stabilisatrice aval) placées sur les conduites n°28 et n°29. n°29. Lorsque Lors que la pression pr ession est inférieure inférieu re à la consigne ici i ci égale à 30m, 30m , les vannes sont inactives (donc ouverture totale, figure de gauche) gauche).. Pour des pressions supérieures à 45m (en rouge sur la figure de droite) les vannes passent en mode actif (ouverture partielle afin de stabiliser en aval à 30m, couleur jaune).



• Applica Applicatio tion n : test1 test11-b 1-bâch âcheb ebass asse-p e-pomp ompe-r e-rese eservo rvoirir-V Vann anne-P e-PSV SV-Ac -Acha hat-d t-d-Ea -Eau u •On a vu précédemment que les nœuds de la zone Nord avaient des problèmes de pression entre 0h et 12h. On va leur mettre des demandes de 1 l/min sur cette plage horaire (le problème devrait alors s’aggraver) puis simuler la situation d’un achat à un syndicat voisin. voisin. Sur le nœud extrême, on va mettre une injection d’eau (par une demande négative de -6 l/min ), puis disposer un stabilisateur de pression amont (Vanne PSV dans le logiciel Epanet). Epanet ). Précisons comment fonctionne cette vanne. On doit renseigne renseignerr une « Setting Setting » pression pression de consign consigne e ( Pcons dans les unités de pression utilisées). •Pav < Pcons, c’est le mode actif de la vanne (en régulatio régulation n afin d’ajuste d’ajusterr la pression pression sur le nœud amont à la valeur de la l a consigne, la vanne sera finalement dans dans un état d’ouverture partielle). •Pav > Pcons, la vanne se met en ouverture totale. •Pav > Pamont, la vanne se met en fermeture totale (afin de s’opposer aux écoulements en sens inverse). •NB : Lorsque la valeur valeur de la consigne est très basse, la vanne vanne a toute les chances d’être en mode d’ouverture totale.



Après de nombreux essais, nous avons pu mettre en place une régulation à 4 bars (couleur jaune) sur le nœud situé à l’extrême Nord.


Formation au code EPANET 9) Interactions entre réservoirs

• Applica Applicatio tion n : test13 test13-bâ -bâche chebas bassese-po pompe mpe-2r -2rese eservo rvoirs irs-2V -2Van annes nesTO TOR R •On considère à présent une extension sur la zone Nord , avec le rajout de 6 nœuds qui vont demander chacun 1 l/min à toutes les heures de la journée (pattern ou profil de consommation consommat ion n°3). n°3). Cette demande supplémentaire, suppl émentaire, sur une zone où on a déjà des problèmes de pression, justifie le rajout d’un 2 ème réservoir. On prendra pour aller vite, des caractéristiques proche du premier réservoir, et on simplifiera les calculs en imposant une pression initiale de Pini=2mCE. • Applica Applicatio tion n : test14test14-bâ bâche chebas bassese-po pompe mpe-2r -2rese eservo rvoirs irs-2V -2Van annes nesTO TOR-O R-Optim ptimiz iz •Les vannes TOR TOR seront ensuite asservies en temps, pour améliorer la gestion du réseau. De même, on doit aussi régler les plages de fonctionnement fonctionnement de la pompe, afin de réaliser des économies d’énergie.


Formation au code EPANET 10) La chloration

Application : test15-bâchebasse-pompe-2re test15-bâchebasse-pompe-2reservoirs-2V servoirs-2VannesTO annesTOR-Qualité-ag R-Qualité-age e •Il y a 3 options options dans dans le module module qualité qualité : Chemical pour étudier par exemple la chloration , Age pour les temps de séjour des particules d’eau dans le réseau, et Trace, pour évaluer le rayon d’influence d’un réservoir . Pour l’option Age, faire : DataOptions Age. Il faut ensuite demander demander à visualiser visualiser la variable variable « age» sur les nœuds et la vitesse dans les conduites. Logiquement, les eaux les plus « récentes récentes » sont celles celles situées situées près près de la statio station n de p pompa ompage. ge. •Pour l’option Trace, Trace, il faut préciser le nœud (réservoir) que l’on souhaite tracer (suivre). Les résultats sont donnés pour un nœud, en pourcentage d’eau issu du point tracé.



Avant de poursuivre, nous donnons ci-après quelques fonctionnalités fonctionnalités très utiles du logiciel Epanet : Pour faire défiler le temps de simulation, faire Browser Map puis le bouton PLAY PLAY. Il est souvent utile de changer les paramètres de calcul sur toute une zone; faire : EditSelect Region Region (fermer (fermer avec le clic droit) puis faire: Edit Group edit Une option également très intéressante porte sur la possibilité de faire une requête, faire : ViewQueryFind Links with (diameter above 100 mm)



Il est conseillé de lancer l’option Trace avant la chloration afin d’avoir une idée claire de la zone d’influence du futur point source. Ainsi, Ainsi, après avoir augmenté les consommations moyennes sur les 3 zones d’un facteur 10, on peut voir les réservoirs Nord et Est ont encore peu d’influence, et l’eau vient essentiellement de la zone Sud.



•Application : test17-bâchebasse-pompe-2 test17-bâchebasse-pompe-2reservoirs-2V reservoirs-2VannesTO annesTOR-Qualité-Chlora R-Qualité-Chloration tion •Pour injecter du chlore dans le réseau, il faut faire: Data OptionsChemical. Puis aller sur un réservoir (ou une bâche) et faire : Source Quality, Quality, puis dans dans la fenêtre qui s’ouvre, mettre une valeur (exemple 10 mg/l) ainsi qu’un pattern (profil temporel) en cas de besoin. Il faut également renseigner renseigner les constantes des réactions de disparition du chlore dans les conduites et sur les parois. parois . On prendra prendra les valeur valeurs s suivantes suivantes : Options ReactionsGlobal bulk bulk = -0.1 et Global wall wall = -0.5. Nous considérerons considérerons que que la dégradation du chlore est plus rapide sur les parois. En revenant sur le nœud source, on on peut peut aussi parfois renseigner renseigner « Initial quality », lorsqu’on lorsqu’on souhaite souhaite gagner du temps sur la mise en place du chlore dans le réseau. •Enfin, •Enfin, on signalera signalera encor encore e des « buggs buggs » possibles possibles qui qui nous ont obligés obligés à change changerr à nouveau les unités de débit. l/s plutôt que l/min.


Formation au code EPANET EXERCICE

On souhaite simuler le comportement hydrauliqu hydraulique e d’un ensemble de trois petits villages, villages , en testant différente différentes s conditions de fonctionnemen fonctionnementt . La distance d’un village vill age à l’autre est d’environ 3 Km, et la consommation des habitants est de 200 l/hab/jour. Il y a 2000 habitants dans le premier village situé le plus à l’Ouest. L’altitude L’altitude moyenne est de 0m. On placera 15 nœuds de calcul, dont 1 pour le réservoir d’alimentation et un autre pour une borne à incendie. On dispose d’un plan d’eau, et d’une station de pompage pour le service en eau potable des habitants. Le deuxième village se distingue du premier par les considérations suivantes: On dénombre 3000 habitants qui seront répartis sur 24 nœuds de calcul (dont 1 pour le réservoir et un autre pour une borne à incendie); l’altitude moyenne de ce village situé à l’Est est de 40m, et on note note la présence d’un industriel qui consomme 200/h 200/h entre 8h et 20h. 20h. Pour le troisième village vill age situé au nord, l’altitude moyenne est de 80m et les 1000 habitants sont desservis par gravité à partir d’une source d’eau potable présente sur les hauteurs. On placera 10 nœuds de calcul dont un pour la réserve à incendie. Dans un premier temps, il est demandé de simuler indépendamment indépendamment le fonctionnement de chaque village, en dimensionnant correctement les équipements (pompes, réservoirs, conduites, vannes de régulation, commandes d’asservissements, etc…) www.Water-Soils-Training.Com

31

Formation au code EPANET EXERCICE

Ensuite, il faut réaliser les 3 scénarii suivants: Scénario n°1: n°1: La source du village n°3 n°3 a subit une grave gr ave pollution pollut ion et doit être êtr e abandonnée. On propose de trouver une solution pour alimenter ces habitants depuis le deuxième village. Scénario n°2: n°2: On reprend à partir du fonctionnement fonctionnement autonome de chaque village. Et cette fois c’est la station de pompage du premier village qui est hors service pour plusieurs jours. Il faut trouver une solution qui connecte connec te les villages villa ges n°1 et 2, et optimise le fonctionnement fonct ionnement des 2 réservoirs. Scénario n°3: n°3: Sur le scénario précédent, on rajoute une option qualité en étudiant les conditions d’une chloration satisfaisante. Pour les 3 scénarii, il est demandé de tester le fonctionnement du réseau en condition d’incendie. On imposera alors la demande appropriée sur le nœud prévu à cet effet, et on étudiera les répercussions sur la courbe de pression en quelques points. NB: Les solutions proposées doivent faire un bon compromis entre efficacité technique technique et considérations économiques économiques (coûts estimés). NB: Le travail est à rendre sous la forme d’un compte rendu qui repose le problème à résoudre et synthétise les résultats et observations (joindre les fichiers résultats après les avoir exportés depuis Epanet, ou faire des copies écran pour illustrer l’argumentation). 32 www.Water-Soils-Training.Com

Formation au code EPANET CONCLUSION

A travers la démarche pédagogique proposée, on peut espérer avoir transmis des compétences sur l’importante problématique de la gestion des réseaux d’eau potable. Le maniement du logiciel Epanet est un bon début pour un travail travail de modélisation, modélisation, mais il ne faut pas s’y tromper: la modélisation n’est pas un exercice facile. facile. Parmi les qualités requises, on peut citer : le souci de la rigueur scientifique, une certaine ténacité et l’aptitude à trouver des idées et astuces pour mieux ‘’communiquer’’ avec le logiciel. Ainsi, il ne suffit pas de récupérer le logiciel logiciel Epanet (gratuit) pour devenir devenir un bon modélisateur des réseaux d’eau potable. Pour ces raisons des compléments de cours et parfois un travail de longue durée seront nécessaires pour atteindre un bon niveau de compétence.


WTS Formation Epanet Woumeni 2014

Recommend Documents