Guide-Epanet Cour Det (TP.2012-2013) [PDF]

Zitiervorschau

Université Abdelmalek Essaâdi Faculté des Sciences Tétouan

LOGICIEL EPANET 2.0 Conception, configuration, simulation Hydraulique et simulation qualité des Réseaux sous Pression

1 - Guide Pratique d’Utilisation d’Epanet Etape. 1 : Etape. 2 : Etape. 3 : Etape. 4 : Etape. 5 : Etape. 6 : Etape. 7 :

Paramétrages des propriétés des éléments du Réseau Conception et Configuration d’un Réseau Opération de saisie des propriétés des objets Sauvegarde et Ouverture des Projets Simulation Hydraulique d’Écoulement Permanent Simulation Hydraulique de longue durée Simulation de Qualité

Master Spécialisé. IGEA - 2012 / 2013

Brahim EL MOUTCHOU

Conception et configuration d’un schéma de réseau Etape. 1 : Paramétrages des propriétés des éléments du Réseau 1 - Démarrer le logiciel Epanet 2.0 2 - Sélectionner dans la Barre du menu : Fichier >>>> Nouveau 3 - Sélectionner dans la Barre du menu : Projet >>>> Sélectionner. Par défaut >>>> Ouverture de la boite de dialogue (Valeur par défaut). Donner la valeur (Incrément ID = 1) puis sélectionner l’option Hydraulique de la boite de dialogue par défaut >>>> Choisir. Unités des débits (LPS = l/s) >>>> Choisir. Formule de perte de charge (DW : Formule de Darcy-Weisbach) >>>> Sélectionner. Utiliser ces valeurs par défaut. 4 - Sélectionner dans la Barre du menu : Affichage >>>> Choisir. Options du schéma >>>> Ouverture de la boite de dialogue. Options du schéma >>>> Sélectionner. Affichage puis Nœuds puis Arcs puis Symbole puis Texte + …….. >>>> Paramétrer les éléments du réseau (Nœuds + Arcs + Texte + Affichage + Symbole + ……...) >>>> Sélectionner. Accepter : Le projet est identifié et paramétré. 5 - Sélectionner dans la Barre du menu : Affichage >>>> Dimensions >>>> Dimensions du schéma >>>> Dimensions par défaut >>>> Accepter. Etape. 2 : Conception et Configuration d’un Réseau : Pour la configuration du réseau, en se sert de la souris et des boutons de la Barre des outils du schéma. Si la barre d’outils n’est pas visible sélectionnez Affichage >>>> Barres des outils >>>> Schéma). Puis procède au l’exécution du projet en plaçant. I - Les Nœuds du réseau (Bâches - Nœuds de demande - Réservoirs), 1 - Pour ajouter la Bâche infinie, cliquez sur le bouton

Ajouter Bâche et indiquer

ensuite l’emplacement de la bâche en cliquant dans le schéma avec la souris, 2 - Pour ajouter les nœuds de demande. Cliquez sur le bouton

Ajouter Nœud de

Demande et indiquez ensuite la position des nœuds de demande 2, 3, 4, 5, 6 et 7 en cliquant sur le schéma, 3 - Pour ajouter les réservoirs, cliquez sur le bouton

Ajouter Réservoir et marquez son

emplacement dans le schéma. II - Les Arcs du réseau (Tuyaux - Pompes - Vannes), en commençant par les tuyaux avec tout d’abord le tuyau 1, qui relie le nœud de demande 2 au nœud de demande 3.

2

1 - Cliquez sur le bouton Ajouter Tuyau dans la Barre des outils

, puis dans le schéma

sur le nœud de demande 2 ensuite sur le nœud de demande 3, avec la souris (Le tracé provisoire du tuyau est dessiné pendant que vous déplacez la souris du nœud de demande 2 au nœud de demande 3 et puis du 3 à 4, 4 à 5, 5 à 6, 6 à 7 et du 7 à 8. 2 - Contrairement aux cas précédents, le tuyau 8 est courbé. Pour le dessiner, cliquez sur le nœud de demande 5 en déplaçant la souris vers le nœud de demande 6. Puis cliquez sur les points où un changement de direction est nécessaire pour afficher la forme désirée. Terminez le tracé en cliquant sur le nœud de demande 6. 3 - Pour ajouter la pompe, cliquez sur le bouton Ajouter Pompe

, puis cliquez sur le

nœud de demande 1 et le nœud de demande 2 successivement. III - Les Annotations associées au réseau : C'est-à-dire donner une étiquette à la bâche, la pompe, le réservoir, les tuyaux, ……. Pour cela sélectionnez le bouton Ajouter Texte dans la barre des outils du schéma et cliquez près de la bâche (Nœud de demande 1). Une zone de texte apparaît puis tapez le mot Bâche de Sol, puis sur la touche Entrée. Cliquez à côté de la pompe et ajoutez le texte, de même pour le réservoir, les tuyaux, …….. Pour terminer, cliquez sur le bouton Sélectionner Objet de la Barre des Outils

pour remettre la carte dans le mode

Sélection d’Objet = Schéma final du réseau (NB : Si les nœuds de demande sont mal positionnés, on peut ajuster en, les déplacer par clique sur le nœud de demande considéré deux fois et puis en le fait glisser dans sa nouvelle position en maintenant le bouton gauche de la souris enfoncé. Notez que les tuyaux reliés aux nœuds se déplacent en même temps. Les textes peuvent être déplacés de la même façon).

Configuration finale du Schéma du Réseau 3

Etape. 3 : Opération de saisie des propriétés des objets : On procède au saisie des propriétés des objets du schéma final du réseau un par un dans l’interface Navigateur >>>> données, comme suit : 1 - L’interface Navigateur >>>> Données >>>> Bâche (Nœud de demande 1) >>>> l’Éditeur des Propriétés de la Bâche s’affiche et dans celui-ci on introduit la valeur de l’Altitude = 210 m dans le champ de Charge Totale. 2 - L’interface Navigateur >>>> Données >>>> Réservoir (Nœud de demande 8) >>>> l’Éditeur des Propriétés du Réservoir s’affiche et dans celui-ci on introduit la valeur de l’Altitude du Radier = 250 m, du Niveau Initial = 1 m, du Niveau Minimal = 0 m, du Niveau Maximal = 6 m et du Diamètre = 20 m. 3 - L’interface Navigateur >>>> Données >>>> Tuyaux de 1 à 8 >>>> Éditeur des Propriétés des tuyaux s’affiche et par double clique on choisi les tuyaux un par un pour introduire : La Longueur, le Diamètre et la Rugosité = Le coefficient

ε

de Darcy-

Weisbach), selon les données du tableau des propriétés des tuyaux ci-dessous. Tuyaux 1 2 3 4 5 6 7 8

Longueur (m) Diamètre (mm) Rugosité (mm) 1000 300 0.01 1500 350 0.01 1500 200 0.01 1500 200 0.01 1500 200 0.01 2000 150 0.01 1500 150 0.01 2000 150 0.01 Tableau des Propriétés des Tuyaux dans le Réseau

4 - L’interface Navigateur >>>> Données >>>> Nœuds de demande de 1 à 8 >>>> Éditeur des Propriétés des nœuds de demande s’affiche et par double clique on choisi les nœuds un par un pour introduire : L’Altitude et la Demande de base, selon les données du tableau des propriétés des tuyaux ci-dessous. Nœuds Altitude (m) Demande de base (l/s) 210 - 250 0 2 215 - 255 10 3 210 - 250 10 4 200 - 240 15 5 210 - 250 10 6 210 - 250 0 7 Tableau des Propriétés des Nœuds dans le Réseau

4

5 - L’interface Navigateur >>>> Données >>>> Pompe (Arc 9) >>>> Éditeur des Propriétés de la pompe s’affiche >>>> On choisi Courbe caractéristique (CC = La hauteur manométrique totale en fonction du débit) >>>> Introduction de l’étiquette d’identification (CC = 1). Ensuite pour créer de la courbe caractéristique de la pompe 1 >>>> Navigateur >>>> Données >>>> Sélection des Courbes >>>> Clique sur le bouton Ajouter

Une

nouvelle courbe est alors ajoutée à la base de données, avec l’Étiquette 1 >>>> Fenêtre de l’Éditeur de Courbe >>>> Introduire le Débit Nominal de la pompe = 42 l/s et la Hauteur Nominale de la pompe = 45 m.c.e >>>> Epanet crée automatiquement une Courbe caractéristique complète >>>> L’équation de la courbe caractéristique et sa forme graphique sont représentées dans la même fenêtre >>>> Cliquez sur Accepter. Etape. 4 : Sauvegarde et Ouverture des Projets : Après avoir complété le tracé de ce réseau, il est préférable de le sauvegarder dans un fichier. 1 - Dans le menu Fichier choisissez Enregistrer Sous. 2 - Il apparaît une boîte de dialogue avec le titre Enregistrer le Projet Sous, dans laquelle vous choisissez un répertoire et un nom de fichier sous lesquels vous souhaitez sauvegarder ce projet (Exemple : Nom du site). L’extension Nom du site.Net sera ajoutée au nom de fichier par défaut >>>> Clique sur Accepter pour enregistrer le projet. Les données du projet sont enregistrées dans le fichier sous un format binaire spécial. Si vous voulez sauvegarder les données du réseau au format texte, utilisez Fichier >>>> Exporter >>>> Réseau >>>> Nom du fichier (Site.inp). 3 - Pour ouvrir votre projet ultérieurement, choisissez la commande Ouvrir à partir du menu Fichier d’Epanet. Etape. 5 : Simulation Hydraulique d’Écoulement Permanent : Pour exécuter la simulation hydraulique, choisissez Projet >>>> Lancer la simulation ou cliquez sur le bouton lancer la simulation de la barre des outils standard. Deux cas sont à considérés : Le calcul n’a pas réussi et un rapport d’état apparaît indiquant le problème. Le calcul a été effectué avec succès et les résultats seront visualisés. 1 - Dans le Navigateur >>>> Schéma >>>> sélectionnez Pression du menu déroulant Nœuds de demande. Observez que les valeurs de pression aux nœuds de demande sont représentées par des codes couleur différents. 5

2 - Pour visualiser la légende avec le code couleur, sélectionnez Affichage >>>> Légendes >>>> Nœuds de demande ou cliquez sur n’importe quelle zone vide de la carte avec le bouton droit de la souris et sélectionnez Légende des Nœuds de demande dans le menu contextuel. 3 - Pour changer les intervalles et les couleurs de la légende, cliquez sur la légende avec le bouton droit de la souris pour faire apparaître l’Éditeur de Légende. 4 - Ouvrir l’Éditeur de Propriétés (Double clique sur un nœud de demande ou un arc) et notez que les résultats calculés sont affichés à la fin de la liste des propriétés. 5 - Créez un Tableau de résultats en sélectionnant Rapport >>>> Tableau ou en cliquant sur le bouton de Tableau dans la Barre d’Outils Standard >>>> Affichage des résultats du calcul dans les arcs. (N.B : Notez que les écoulements ayant des signes négatifs sont dans la direction opposée à la direction dans laquelle le tuyau a été dessiné initialement).

Exemple de Tableau avec des Résultats aux Arcs

Etape. 6 : Simulation Hydraulique de longue durée : Pour simuler le comportement du système sur une longue durée, il faut créer une Courbe de Modulation dans laquelle les demandes aux nœuds changent périodiquement sur 24 heures. (Exemple : Un intervalle de temps de 6 heures et une demande en eau qui change 4 fois sur 24 heures). 1 - Dans le Navigateur >>>> Données >>>> Options >>>> Temps >>>> Clique sur le Bouton Édition du navigateur (Double-clique sur la sélection) >>>> Ouverture l’Éditeur des Propriétés >>>> Saisie de la valeur d’Intervalle des Courbes de Modulation = 6 >>>> Le champ Durée Totale = 72 heures (La durée totale de la période de la simulation = Trois jours). 6

Ajustement des Paramètres Temporels

2 - Dans le Navigateur >>>> Données >>>> Sélectionnez Courbes Modulations (Création d’une courbe de modulation) >>>> Clique sur le bouton Ajouter ou tape sur la touche Insertion >>>> Ouverture d’une nouvelle fenêtre Editeur de courbe de modulation, portant l’Identification (ID = 1) >>>> Introduire les multiplicateurs 0,5 - 1,3 - 1,0 - 1,2 pour les périodes 1 à 4 (Pour une courbe de modulation de 24 heures) >>>> Cliquer Accepter pour fermer l’éditeur. (N.B : Les multiplicateurs sont les valeurs avec lesquelles il faut multiplier la demande de base pour obtenir la demande dans chaque période puis pour une durée totale de 72 heures).

L’Éditeur de Courbes de Modulation

3 - Dans la Barre de menu >>>> Projet >>>> Par défaut >>>> Ouverture de l’Editeur des propriétés >>>> Options Hydrauliques >>>> Courbe de Modulation par Défaut = 1 >>>> Tous les nœuds de demande utiliseront la Courbe de modulation (ID = 1) = l’Option hydraulique (n) d’EPANET 7

4 - Dans la Barre du menu >>>> Projet >>>> Lancer la Simulation >>>> Pour Exécution de la simulation du projet et affichage les résultats sur le schéma >>>> Navigateur des données du schéma >>>> Sélectionne les options par défaut (Pression = Paramètre des nœuds et Débit = Paramètre des arcs) >>>> Visualisation des résultats (Les boutons Avance et Arrêt de la vidéo dans le Navigateur des données) 5 - Dans la Barre du menu >>>> Affichage >>>> Options du Schéma >>>> Rubrique Flèches d’Écoulement dans la boîte de dialogue, pour ajouter les flèches du sens d’écoulement sur le schéma >>>> Style de Flèche >>>> Recommencez alors l’animation (Le sens d’écoulement à travers le tuyau relié au réservoir change au fur et à mesure que le réservoir se remplit et se vide). 6 - Pour créez une représentation graphique des variations d’une variable en fonction du temps pour n’importe quel nœud ou arc (Exemple : le niveau de l’eau dans le réservoir en fonction du temps) >>>> Clique sur Réservoir dans le schéma >>>> Rapport >>>> Graphique (Clique sur le bouton de Graphique sur la barre des outils standard) >>>> La boîte de dialogue de Sélection Graphique s’affiche >>>> Bouton Graphe d’Évolution >>>> Charge (Paramètre de choix) >>>> Clique Accepter pour confirmer le choix (Notez le comportement périodique du niveau d’eau du réservoir)

Graphique de l’évolution du niveau d’eau

Etape. 7 : Simulation de la Qualité : Pour la simulation qualité, on calcul le calcul du temps de séjour de l’eau en chaque point du réseau. Pour faire cette simulation, il suffit de choisir Navigateur >>>> Options >>>> Qualité >>>> Bouton - Édition >>>> Ouverture de l’Éditeur des Propriétés des Options Qualité >>>> Paramètres >>>> Séjour >>>> Exécution de l’analyse = Visualisation des résultats sur le schéma. 8

1 - Navigateur >>>> Données >>>> Réservoirs dans la commande Noeuds >>>> Ouverture de l’Éditeur des Propriétés du réservoir (Par défaut, le temps de séjour dans les nœuds au début de la simulation = 0 heure) >>>> Barre de menu >>>> Rapport >>>> Graphique >>>> Visualisation des résultats sur le schéma. 2 - On répète la simulation pour une durée de 240 heures ou en assignant un temps de séjour initial au réservoir de 60 heures (Introduisez 60 comme valeur de Qualité Initiale dans l’Éditeur des Propriétés pour le réservoir) >>>> Navigateur >>>> Données >>>> Réservoirs dans la commande Noeuds >>>> Ouverture de l’Éditeur des Propriétés du réservoir >>>> Qualité initiale = 60 heures >>>> Lancer la simulation >>>> Visualisation des résultats sur le schéma. Pour finir, on réalise la simulation du transport et de la disparition du Chlore dans le réseau. Effectuez les changements suivants dans la base de données : 1 - Sélectionne Navigateur >>>> Données >>>> Options >>>> Ouverture de l’éditeur des propriétés Options - Qualité >>>> Paramètres >>>> Tapez le mot Chlore >>>> Navigateur >>>> Données >>>> Options - Réactions >>>> Bouton Edition >>>> L’Editeur des propriétés des réactions s’affiche >>>> Donner au Coefficient Global de Réaction dans la Masse la valeur = (1,0) (N.B : Ce coefficient reflète la vitesse à laquelle le chlore va réagir suite aux réactions dans la masse d’eau. Cette vitesse sera la même dans tous les tuyaux du réseau >>>> Vous pouvez entrer cette valeur pour des tuyaux individuels si c’est nécessaire). 2 - Puis Navigateur >>>> Données >>>> Cliquez sur Bâche >>>> Bouton Edition >>>> L’Editeur des propriétés des la Bâche s’ouvre >>>> Introduire Qualité Initiale = 1,0 (1 mg/l) (Ceci représente la concentration de chlore qui entre dans le réseau de manière continue) >>>> Remettez Qualité initiale = 0 dans le réservoir si vous l’avez changé, 3 - Exécutez maintenant la simulation en utilisant la barre de défilement dans le Navigateur du Schéma pour voir comment le taux de chlore évolue dans l’espace et dans le temps (N.B : Notez que pour ce réseau relativement simple, seuls les nœuds de demande 5, 6, et 7 ont les taux de chlore les plus faibles car ils sont alimentés directement du réservoir, pauvre en chlore). 4 - Créez un rapport de réaction pour cette simulation en choisissant Barre de Menu >>>> Rapport >>>> Réaction >>>> Affichage de la répartition moyenne des pertes en chlore dans les tuyaux et dans les réservoirs (N.B : Le terme "masse" se rapporte aux réactions qui se produisent dans la masse du fluide tandis que le terme "paroi" se rapporte aux réactions avec les parois des tuyaux). 9