documentaton tutoriel digue, orthographe

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..
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   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
   GNU General Public License for more details.

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   along with SALOME HYDRO module.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.

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Notions préliminaires 
#########################################

 * **Géoréférencement** : Le système de projection à utiliser dépend de 
   la localisation géographique de l'étude et doit être choisi et noté
   pour faciliter la reprise de l'étude. En France métropolitaine, la
   projection de référence est Lambert 93.
   
 * **Repère Local** : Les coordonnées planes, **toujours exprimées en mètres**,
   dans la projection utilisée correspondent souvent à des grands nombres.
   Par exemple, les coordonnées en Lambert 93 d'un point du territoire
   métropolitain sont par exemple de l'ordre de (400 000, 6 500 000).
   Le repère local consiste en un simple décalage de l'origine, permettant
   de manipuler de plus petits nombres.
   Pour améliorer la précision numérique dans les différentes étapes de
   l'étude (géométrie, maillage, calcul...),
   **il est très fortement recommandé de prendre un repère local**.

 * **ligne de contrainte** Ligne sur laquelle le maillage va s'appuyer.
   Dans SALOME, ces lignes sont définies dans la Géométrie (module GEOM) en tant que "edge".
   Toutes les lignes que l'on construit dans le module HYDRO ne sont pas forcément gardées dans la géométrie.

 * **axe hydraulique** Ligne d'écoulement d'une rivière.
   Souvent obtenue en reliant les points bas d'une succession de profils en travers.

 * **ligne de crête** Ligne reliant les points les plus haut d'une digue.

 * **partition** Zones et Régions
   

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Principales étapes d'une étude avec SALOME-HYDRO
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SALOME contient l’ensemble des modules nécessaires au lancement d’une étude Telemac.

L’application SALOME-HYDRO concentre les modules HYDRO et HYDRO-SOLVER au sein de la plate-forme SALOME      
et intègre le système Telemac2D.

La figure ci-dessous résume les étapes générales et les outils utilisés au sein de la plate-forme SALOME : 
 
lien image

Figure 1 : Etapes d’une étude hydraulique avec la plate-forme Salomé 

L’étude se déroulera en passant par les différents modules de SALOME :

 * HYDRO

 * GEOM

 * MESH

 * HYDROSOLVER

 * PARAVIS

Fonctionnement :

 * HYDRO : on importe des images et/ou des plans

 * HYDRO : on crée ou importe des lignes de contour d'objets naturels (rivières, iles...) 
   et artificiels (digues, canaux, obstacles...), 

 * HYDRO : on importe des champs de bathymétrie / altimétrie, ou des séries de profils de rivière, 

 * HYDRO : on constitue des objets, 

 * HYDRO : on constitue des cas de calculs en choisissant les objets utiles au cas, 
   on regroupe les zones en régions (= faces de la géométrie finale),

 * HYDRO : on exporte le cas vers GEOM,

 * GEOM : on reprend le cas dans GEOM, pour compléter l'identification des groupes liés aux différentes zones du domaine 
   et des conditions limites,

 * SMESH : choix algorithmes et hypothèses de maillage, maillage et exportation fichier MED,

 * HYDRO : on calcule l'interpolation en Z, a partir du fichier MED et du cas de calcul, 

 * HYDROSOLVEUR : on définit le paramétrage physico numérique du calcul (fichier cas), 

 * HYDROSOLVEUR : on exécute le calcul,

 * PARAVIS : on dépouille les résultats

Dans le module HYDRO lui-même, la logique d’enchaînement des étapes est la suivante 
(voir les différents types d’objets manipulés dans l’arbre de gauche) :

 * IMAGES : 

L’idée est de partir d’images satellitaires et/ou de cartes de la zone à mailler 
pour situer les différents éléments de l’étude., Ces images devront être géoréférencées 
dans le même système de coordonnées que l’ensemble des données (Lambert93 par exemple). 
Il peut s’agir de capture d’écran du géoportail par exemple. (cf chapitre 6)

 * BATHYMETRIE :

Les bathymétries constituées de nuages de points et/ ou de profils qui constituent le modèle de terrain 
sur lequel va s’appuyer le maillage sont importées dans le projet (cf chapitre 7).

 * POLYLINES :

Les polylines (importées et/ou construites dans SALOME) permettent de définir les contours pour 
le futur maillage et des différents éléments qui seront à prendre en compte. 
Les poylignes splines permettent de définir des contours sans que le maillage qui 
s’y appuiera ne doive utiliser strictement les points de la ligne. Seule la forme générale compte. 
On peut tracer les lignes de contrainte à la souris ou les importer à partir d’un fichier (cf chapitre 8).

 * NATURAL OBJECTS :

Il s’agit des éléments constitués par exemple de l’emprise d’un domaine, d’îles, ….. 
ou une région du domaine étudié à laquelle on associe une bathymétrie

A compléter

La création d’objets "naturels" et "artificiels" permet de définir les zones à mailler 
et les bathymétries à y associer.

 * ARTIFICIAL OBJECTS :

Il s’agit de construire des éléments tels que des digues ou des canaux de géométrie connue.

 * CALCULATION CASES :

Lors de la définition du cas de calcul on sélectionne les objets à mailler et on résout les conflits 
de recouvrement des bathymétries.

Il s’agit ici de la description d’un déroulement type, des allers-retours entre les différentes étapes
sont tout à fait possibles et se produiront certainement.

données préalables
==================

* Pour les fichiers image : disposer de fichiers images des fonds carto ou photo et avoir repéré dans le système de travail 
  (les coordonnées de 2 ou 3 points) bien répartis sur l’image (proches des coins de préférences).
  Avec trois points, on peut faire une transformation affine de l'image, si celle-ci n'est pas correctement orientée.
 
* Disposer des données de bathy au format ASCII.

Pour l’instant ces fichiers doivent porter l’extension .xyz (3 colonnes x,y,z) ou .asc (renvoi aux formats)

Import d'images
================

Il est possible d’importer des plans, cartes, et photos dans le module Hydro dans le dossier Images de l’arbre objet.
L’idée est de partir d’images satellitaires et/ou de cartes de la zone à mailler, 
géoréférencées dans le même système de coordonnées que l’ensemble des données (Lambert93 par exemple). (cf chapitre 6)
Il est possible de récupérer l’intersection de deux images, de les fusionner, de restreindre une image à partir d’une polyline.

lien vers tutoriel

Il est possible de fusionner les images ce qui crée un nouvel objet « Fuse_N »

Autres options de traitement d'images

Choix d'un repère local
=======================

Il est vivement conseillé de changer l’origine du système de coordonnées local 
pour éviter de manipuler de très grands nombres et  avoir plus de précisions dans les différents calculs notamment pour le maillage. 
Pour cela il faut :

  Clic sur Hydro/change local CS
  Renseigner les coordonnées de la nouvelle origine

Import de Bathymetries
=======================

renvoi vers tutoriel

visualisation : si Z < 0: caché par cartes. inverser la vue, ou décaler Z pour avoir des valeurs positives.

Récupération de données de bathymetrie d'un ancien maillage 
-----------------------------------------------------------

Il est possible de récupérer un ancien maillage d’un cas d’étude, en le transformant  avec un convertisseur 
intégré dans SALOME-HYDRO du format selafin (.slf) au format .med (format dédié pour la plate-forme Salomé en général).

 * Mode opératoire ??

A partir de l’ancien maillage, il peut être nécessaire d’appliquer une translation (par exemple +2 000 000) 
à la position y des nœuds pour passer en système de géoréférencement connu (par exemple LambertIIEtendu). 

 * Mode opératoire ??

Puis la bathymétrie (champ de fond Z) est récupérée à l’aide d’un script Python qui crée un fichier .xyz 
(position x du nœud, position y du nœud, Champ Z associé). 
Ce fichier .xyz est converti en Lambert93 grâce au logiciel libre Circé .

 * Mode opératoire ??

Ensuite les positions des nœuds des bords sont récupérées à l’aide d’un script Python qui parcourt les nœuds,
constate si ils sont au bord et crée un fichier dans lequel chaque bord récupéré est mis en forme pour un import direct
dans le module HYDRO (la mise en forme est celle du type polyligne, voir paragraphe 8). 
On peut isoler de cette façon le contour de l’emprise, des piles de ponts, et les îles éventuelles.

 * Mode opératoire ??
 


Import d'objets de type lignes
==================================

polylignes
-----------

définition : lignes dans le plan XY, généralement utilisées pour définir des contours, des zones.
Il est possible d’importer des polylines au format sinusX dans le dossier Polylines de l’arbre objet du module Hydro.

lien Format sinusX

profils
----------

Deux types de profils : géoréférencés ou non: 
les profils géo sont définis dans XYZ, les autres dans XZ (XY)
Utilité : section de digue, de canal, de rivière
Une seule section pour un canal ou une digue, une série de profils pour une rivière.
La valeur Z=0 correspond à la ligne de crête.
On considère uniquement des profils symétriques (par rapport à la ligne de crête).

Il est également possible d’importer des profils au format sinusX dans le dossier Profils de l’arbre objet du module Hydro

lien Format sinusX

Streams
--------

rivière décrite par une succession de profils en travers, ordonnés via une ligne amont-aval qui passe par ces profils.
Cette ligne peut être l'axe hydraulique, mais ce n'est pas obligatoire.

Dessin de lignes
=================

Afin de mettre en place notre modèle de terrain, le module Hydro nous permet de définir des contours, des zones.

Les contours types polylines sont nécessaires à la création de la géométrie. 
Ils permettent la construction de l’emprise du modèle, des îles, du lit mineur d’un fleuve...
 
On peut superposer les contours à la bathymétrie ou aux cartes pour s’aider, visualiser. 

On peut créer des digues ou des routes dans le modèle à l’aide de polylines.

polylines
---------

Dans SALOME les polylignes sont des polylignes (séries de segments, 
pour décrire un objet géométrique) ou des splines (suite d’arcs, lissé, 
pour décrire une courbure naturelle, qui s’adaptera à la finesse de la discrétisation).
L’utilisation de splines permet de définir des contours sans que le maillage qui s’y appuie 
ne s’accroche à tous les points de la ligne : seule la forme générale compte.
On choisit l’un des deux modes au départ. 
Puis la création du contour se fait par clic directement dans l’IHM. 
Il est possible d’éditer le contour par la suite et de déplacer un ou plusieurs points 
ou bien d’en ajouter. On peut également changer après coup le type d’une ligne : polyligne simple ou spline.

On peut tracer les lignes de contrainte à la souris, ou les importer à partir d’un fichier.

Pour créer une polyligne :

Dans le module HYDRO :

 * Clic droit sur POLYLINES / Create polyline

 * (ou MenuHYDRO, Create polyline)

On peut définir des « sections », i.e. des portions de polylignes, 
ce qui peut être utile pour gérer des connexions de polylignes.
Créer une polyligne de type spline fermée pour délimiter la zone à mailler par exemple.

Dans la partie droite de l’écran une fenêtre apparaît :

 * Saisir le nom de la ligne (par défaut le premier nom est «  Polyline_1 »)

 * Cliquer sur le bouton ‘Insert section’

En bas, à droite de l’écran, apparaît une zone de saisie : « Add element »

 * Saisir le nom de la section

 * Choisir le type (polyline ou spline)

 * Cocher ou décocher : ‘Closed’

 * En haut de la zone section, cliquer sur le bouton « Addition Mode »

 * Cliquer les points de la ligne dans la zone principale de l’écran, sur la carte (onglet OCC Viewer)

 * Terminer la ligne par un double-clic

En recliquant sur « Addition Mode », on peut ajouter des points à la polyligne
En cliquant sur « Modification mode », on peut sélectionner les points :
les coordonnées des points apparaissent alors en bas à droite sous forme de table.
Il est possible d’en modifier les valeurs de X et/ou de Y, ou de déplacer les points sur la vue OCC.

Le clic sur « Apply » ferme la fenêtre de polyline. Pour la  modifier :        

 * clic droit sur le nom de la polyline dans la colonne de gauche et « Edit Polyline ».

« Detection Mode » : permet de sélectionner toute la ligne en cliquant dessus.

L’action « Remove » permet de supprimer une section d’une courbe qui en comporte déjà plusieurs.
Le bouton « join selected sections » est actif quand deux sections de la même courbe 
sont sélectionnées (à éviter avec des courbes fermées). 
Il relie le dernier point de la première courbe sélectionnée au premier point de la deuxième courbe sélectionnée.

Pour transformer une section ouverte en section fermée (ou inversement) après saisie : 

 * sélectionner le mode modification 

 * clic droit sur le nom de la sélection

 * set closed (ou set open) 

profils de digue ou canal
--------------------------

dessin ou import
dessin grossier de la forme, sélection des points, affichage du tableau de coordonnées et modification

profils de rivière
------------------

import seulement

Création d'objets "naturels" type "zone immersible"
===================================================

distinguer les îles du reste.

Bathymétrie associée.

Créer une zone immersible consiste à créer une face géométrique à partir d’un des contours dessinés précédemment. 
On renseigne donc pour cela la polyline (obligatoire) sur laquelle va reposer la face et la bathymétrie (facultative) 
que l’on souhaite associer à cette zone géographique.

Couleur  éditable.

Remarque : la bathymétrie est facultative dans la création d’une zone immersible car on n’a pas forcément
d’altitudes associées à chaque zone construite mais on souhaite tout de même que les contours de ces zones 
soient pris en compte pour la partition qui va créer notre modèle plus tard. 

Par exemple, le cas des îles est typique : nous n’avons pas de topographie associée à l’île de la centrale nucléaire 
mais nous souhaitons que le contour soit inscrit dans le modèle numérique de terrain.

Il est également possible de changer l’ordre d’affichage des différentes zones pour une meilleure 
visibilité du futur modèle (renvoi figure).

Caractère submersible ou non

Création d'objets "naturels" type "stream"
==========================================

Il faut, soit l'axe hydraulique, soit une ligne reliant les profils pour les ordonner.

Les profils sont importés.

Création d'objet "artificiel" type digue ou canal
=================================================

Le module Hydro permet la création de d’objets digues dans le dossier Artificial Objects de l’arbre objet du module Hydro.
Une digue se crée en 5 étapes : 

 * D’abord, il faut créer l’axe de la digue en tant que polyline  (XY, en vue de dessus),

 * Ensuite, il faut créer la ligne de crête de la digue en tant que profil
   ((XZ, XY, altitude en fonction de l'abcisse curviligne sur l'axe) 

 * Ainsi que la section de la digue en tant que profil également (XZ, ligne brisée),

 * Puis, il faut créer une polyline3D dans le dossier de même nom dans Hydro. 
   Cela permet d’associer l’axe de la digue avec le profil d’altitude,

 * Enfin, il faut créer un objet digue dans le dossier Artificial Objects, 
   en associant la polyline3D avec le profil de section de la digue (images et renvoi tutoriel)

Pour un canal, même démarche, mais remplacer ligne de crête par axe hydraulique.

Détailler le principe du calcul de l'altitude en tout point de la digue ou du canal : 
la ligne de crête ou l'axe hydraulique correspondent à la côte 0 de la section (dessin).

Vérifier effet géoréférencement

Obstacles
============

objets géométriques complexes (bâtiments...) importés depuis GEOM, 
pour constituer des zones non submersibles ("iles" ou assimilés)

exemple ?


Tables de coefficients de Strickler
===================================

a compléter

Land Cover maps
===============

a compléter

Constitution d'un cas de calcul
================================

Pour démarrer un nouveau cas de calcul :

 * clic droit sur le dossier CALCULATION CASE de l’arbre objet du module HYDRO

 * create Calculation case

Première étape d’un cas de calcul, l’utilisateur choisit les différents objets métiers créés précédemment 
qui vont participer au modèle de terrain qu’il souhaite générer.
 
A reprendre : décrire les principes : sélection des objets, partition : zones par type de calcul de la bathy...
Images de principe, renvoi au tutoriel pour étapes.

::

  Figure 14 : Création d’un cas de calcul
  Dans cette étape, on sélectionne les objets à mailler.
  Dans la deuxième étape, HYDRO propose une série de segments 
  (contours des différents objets choisis précédemment « nomObjet_outer »). 
  L’utilisateur sélectionne ceux qui sont pertinents pour son calcul (ils seront visibles dans le module géométrie). 
  Le choix des contours à considérer permet de définir des régions homogènes et s’affranchir de contraintes 
  supplémentaires dans le maillage.
  En créant le cas de calcul, HYDRO crée une série de groupes de segments qui peuvent être utiles à l’utilisateur pour son calcul.

  Première étape d’un cas de calcul, l’utilisateur choisit les différents objets métiers créés précédemment 
  qui vont participer au modèle de terrain qu’il souhaite générer.

  etc.

  Notion de partition : le découpage en faces élémentaires ou zones : dessin explicatif
 
On peut regrouper des zones en régions homogènes dans la structure du maillage visée, 
pour s’affranchir des contours que l'on ne veut pas garder en tant que lignes de contraintes.

SALOME indique les zones de recouvrement des différents objets pour lesquelles il faut choisir une bathymétrie 
(si plusieurs bathymétries existent sur une même zone). 
Il est possible de sélectionner une des bathymétries 
(par exemple la campagne de bathymétrie la plus récente, ou le min ou le max des bathy). 

Il faut ensuite exporter le cas de calcul en tant que « géométrie SALOME ».

 * Clic droit sur Calculation case

 * Export calculation case   = fabrique une entrée dans GEOMETRY

Géométrie: Module GEOM
======================

Une fois le cas de calcul terminé et exporté il apparaît dans le module GEOM.

Il faut se déplacer vers ce module pour pouvoir le visualiser et le modifier.
Dans GEOM, on voit notre cas de calcul sous le nom <nom de cas>_N auquel est attaché le (ou les) contour(s) 
choisis au moment au moment de la définition du cas de calcul.

Il se peut qu’on ait besoin de identifier certaines parties :

 * Faces : pour mailler de façon différentes certaines zones

 * Segments : pour définir les conditions aux limites.

Pour cela on crée des groupes à partir de l’entité géométrique initiale soit par un clic droit 
sur cette entité ensuite create groupe soit en allant sur New Entity / Group / Create group. 
Lorsque la fenêtre de dialogue s’ouvre on vérifie bien que le nom de l’entité figure dans Main Shape, 
ensuite on choisit le type de groupe que l’on souhaite créer (groupe de points, de segments, de faces ou d’objet 3D). 
Après on sélectionne les parties qui nous intéressent une à une en cliquant à chaque fois sur Add.
 
Dans ce module, on peut aussi définir des points fixes de notre maillage 
(qui vont par exemple correspondre à des points de mesure). 
Ceci doit être fait avant la définition des groupes. 
En effet, on  commence par créer nos points (New Entity /Basic /Point en donnant leur coordonnées dans le bon système), 
ensuite on fusionne ces points avec notre objet de départ en utilisant La fonction Operations / Partition   
et en sélectionnant les objets à fusionner 
(il faut maintenir la touche Ctrl enfoncée et cliquer sur les objets dans l’arbre à gauche). 
Une fois la partition créée on commence la définition des groupes qui nous intéressent 
(y compris les points qu’on vient de créer). Ces manipulations peuvent paraître redondantes mais elles sont primordiales. 
On effet la partition permet de créer un lien entre l’entité géométrique de base et les objets qu’on ajoute. 
Ces liens seront aussi visibles par le mailleur qui va les considérer comme des points fixe du maillage. 
La définition des différents groupes va nous permettre d’isoler les nœuds qui appartiennent à ces groupes 
à fin de pouvoir les manipuler de façon différente plus tard.
   
Maillage: Module SMESH
=======================

Cf. tutoriel

Contrôle des lignes de contrainte, des tailles de mailles.

Sous maillage /groupe géometrique.

Maillage d'une digue, d'un canal.

Maillage d'une rivière (lit mineur).

Maillage des autres régions.

Interpolation en Z
===================

principes
---------

En hydrodynamique il est primordial de connaître la valeur de la bathymétrie en chaque nœud de calcul.

Rappeler le principe de calcul de la BATHY: découpage en régions (faces géométriques)
qui contiennent des zones (mode de calcul de la Bathy).
Différents modes de calcul de la bathymetrie: 
à partir des nuages de points
à partir des profils de rivière
à partir de l'axe et de la section des digues et canaux
à partir de la CAO des obstacles

Pour les nuages de points, pour le moment on dispose d’un premier script qui permet d’interpoler la bathymétrie sur le maillage. 
Ce script utilise un algorithme qui prend juste la valeur du Z du point le plus proche. 

Plusieurs approches possibles, quand la bathymétrie n'est pas assez dense par rapport au maillage :

 * densifier artificiellement la bathymétrie (interpolation linéaire, outils et scripts à proposer)
 * utiliser TELEMAC avec les restrictions ci -dessous.

Si on ne dispose que d’un seul fichier de bathymétrie on peut utiliser l’algorithme de TELEMAC3D 
qui fait une interpolation linéaire sur le quadrangle le plus proche en donnant juste le nom du fichier (XYZ) 
avec le mot clé  FICHIER DES FONDS.

Ceci dit TELEMAC n’accepte pas plusieurs fichiers. (il n’aime pas quand on a plusieurs valeurs pour le même point).
  
L'amélioration du script est prévue en 2016.

Utilisation du script d'interpolation 
-------------------------------------

D’abord exporter le maillage en MED (il faut que des groupes de nœuds soit créés pour chaque région)

Modifier l’entête du script, en indiquant le nom du cas de calcul, 
le fichier du maillage MED et la correspondance entre les groupes de nœuds et les régions définies dans le cas de calcul 
(rappelant que c’est à ce niveau qu’on définit la bathymétrie de chaque région) Pour lui dire où lire la bathymétrie::

  nomCas = 'Nom du cas Case 1'
  fichierMaillage = 'chemin absolu du fichier Mesh.med'
  dicoGroupeRegion= dict(NomGroupeMaillage1 = 'Case_1_Region1',
                         NomGroupeMaillage2 = 'Case_1_Region2',
                         ….
                         )

Il est prévu de permettre un raffinement de maillage avec Homard (disponible dans Salomé)
en s'appuyant sur le gradient de bathymétrie.

Le script d'interpolation en Z produit un maillage avec un champ aux noeuds contenant l'altitude,
utilisable tel que par TELEMAC, ainsi qu'un maillage avec la cote Z modifiée, pour un contrôle visuel 
dans le mailleur, et enfin un fichier .xyz des noeuds du maillage.
 
  :ref:`ref_notionsPrealables`

Mise en données Physico-numérique pour TELEMAC
===============================================

description des conditions limites
----------------------------------

Décrire le type de condition limite associé à chaque groupe d'edges du maillage.
Eficas ou éditeur texte.

édition du fichier Cas
----------------------

A l'éditeur texte.

inventaire des fichiers utilisés
--------------------------------

Eficas

Lancement et suivi du calcul
============================

Lancement TELEMAC sur le poste de travail.

Lancement sur Cluster, études paramétriques... A détailler.

Dépouillement des résultats
===========================

Utilisation de PARAVIS.