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4 This file is part of SALOME HYDRO module.
6 SALOME HYDRO module is free software: you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9 (at your option) any later version.
11 SALOME HYDRO module is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
14 GNU General Public License for more details.
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with SALOME HYDRO module. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
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21 #########################################
23 * **Géoréférencement** : Le système de projection à utiliser dépend de
24 la localisation géographique de l'étude et doit être choisi et noté
25 pour faciliter la reprise de l'étude. En France métropolitaine, la
26 projection de référence est Lambert 93.
27 **Toutes les données importées dans SALOME-HYDRO doivent être dans le même réferentiel.**
28 SALOME-HYDRO ne propose pas de convertisseur.
30 * **Repère Local** : Les coordonnées planes, **toujours exprimées en mètres**,
31 dans la projection utilisée correspondent souvent à des grands nombres.
32 Par exemple, les coordonnées en Lambert 93 d'un point du territoire
33 métropolitain sont par exemple de l'ordre de (400 000, 6 500 000).
34 Le repère local consiste en un simple décalage de l'origine, permettant
35 de manipuler de plus petits nombres.
36 Pour améliorer la précision numérique dans les différentes étapes de
37 l'étude (géométrie, maillage, calcul...),
38 **il est très fortement recommandé de prendre un repère local**.
39 SALOME-HYDRO affiche les coordonnées dans les deux repères (local et global)
40 et assure les translations automatiquement à l'import et à l'export.
42 * **ligne de contrainte** : Ligne sur laquelle le maillage va s'appuyer.
43 Dans SALOME, ces lignes sont définies dans la Géométrie (module GEOM) en tant que "edge".
44 Toutes les lignes que l'on construit dans le module HYDRO ne sont pas forcément gardées dans la géométrie.
46 * **axe hydraulique** : Ligne d'écoulement d'une rivière.
47 Souvent obtenue en reliant les points bas d'une succession de profils en travers.
49 * **ligne de crête** : Ligne reliant les points les plus hauts d'une digue.
51 * **partition** : Il s'agit d'une partition de l'espace en **zones** et **régions**.
52 Les concepts de zones et de régions sont introduits par la pratique dans l'exercice plus bas.
53 Les frontières d'une région correspondent aux lignes de contrainte du maillage. Les régions peuvent
54 être découpées en plusieurs zones. Une zone correspond à un mode de calcul de la bathymétrie.
56 * **Land Cover Map** : Carte d'occupation des sols, qui donne la nature des terrains, selon une codification
59 * **Table de Strickler** : Donne le *coefficient de Stricker* (frottement au sol) par type de Zone *Corine Land Cover*.
60 Ces coefficients sont à ajuster au cas par cas, selon le type de calcul.
63 ################################################
64 Principales étapes d'une étude avec SALOME-HYDRO
65 ################################################
67 .. |etapesEtude| image:: /_static/etapesEtude.png
70 SALOME contient l’ensemble des modules nécessaires au lancement d’une étude Telemac.
72 L’application SALOME-HYDRO concentre les modules HYDRO et HYDRO-SOLVER au sein de la plate-forme SALOME
73 et intègre le système Telemac2D.
75 La figure ci-dessous résume les étapes générales et les outils utilisés au sein de la plate-forme SALOME.
79 L’étude se déroulera en passant par les différents modules de SALOME :
93 ============= ============ =================== ==================================================================
94 Module Rubrique Action / Menu Détail
95 ============= ============ =================== ==================================================================
97 \ IMAGES Import images - Positionnement des cordonnées
98 - Définition d’un repère local
99 \ BATHYMETRY Import bathymetry \
100 \ POLYLINES Create Polyline Construction des lignes pour l’étude :
102 - contour fermé débordant du domaine = « lit mineur »,
103 - contour fermé « lit majeur » contenant le champ de topo
105 - contour fermé, en ligne brisée,= « limite du domaine
106 d’étude » (qui inclut les frontières amont et aval)
107 \ NATURAL Create immersible Définition de 3 zones immersibles : lit mineur, lit majeur et
108 OBJECTS zone domaine d’étude. Définition de la bathymétrie associée
109 \ STRICKLER Import Strickler \
111 \ LAND COVER Import Land Cover \
113 \ CALCULATION Create - Choix de la limite du domaine,
114 CASE calculation case - objets à conserver,
115 - sélection de la table de Strickler et de la Land Cover Map,
116 - choix de la bathymétrie pour les zones de chevauchement,
117 - regroupement des zones dans des régions
118 \ \ Export Cette opération crée la géométrie avec les groupes de faces
119 calculation case et de nœuds correspondant aux régions à mailler
121 \ Geometry Create Group - Création de groupes de type « edge » pour les bords du domaine
122 sur lesquels seront appliquées les conditions limites
123 - Création de groupes de type « face » si nécessaires
124 **SMESH** \ \ Sélectionner la géométrie
125 \ Mesh Create Mesh Choix de l’algorithme de maillage et hypothèses de maillage
126 \ \ Create sub mesh Create sub mesh
127 (ici maillage particulier pour le lit mineur),
128 donner les priorités concernant l’ordre de maillage
129 des différents maillages et sous-maillages
130 \ \ Compute Génération du maillage
131 \ \ Modification Pour réorienter les mailles pour TELEMAC
133 \ \ Controls Contrôle des triangles surcontraints et modification si besoin
134 \ \ Create Groups Définition des groupes dans le maillage
136 \ \ File / Export Export du maillage au format MED
137 **HYDROSOL** \ \ (il faut avoir activé HYDRO avant cette étape pour que les
138 données soient chargées)
139 \ \ Generate Génération du script pour l'interpolation en z aux noeuds du
140 Interpolz.py maillage, puis exécution du script (File / Load Script)
141 \ \ \ Création et exécution du script qui construit le champ de
142 Strickler aux noeuds du maillage
143 **MED** \ \ (optionnel, pour contrôles rapides)
144 \ \ File / Contrôle des champs d'altitude et de coefficients de Strickler
146 **HYDROSOL** \ \ (il faut avoir activé HYDRO avant cette étape pour que les
147 données soient chargées)
148 \ \ Edit boundary Génération du fichier de conditions limites (xxx.bcd)
150 \ \ \ Fichier d'évolutions temporelle des conditions limites (xxx.lqd)
151 \ \ Edit cas file Edition du fichier cas (mise en données Telemac
152 \ \ Create case for Procédure de lancement Télemac (chemin fichier cas)
154 \ \ Compute case Exécution de Telemac
156 \ \ \ Dépouillement des résultats
157 ============= ============ =================== ==================================================================
159 * HYDRO : on importe des images et/ou des plans
161 * HYDRO : on crée ou importe des lignes de contour d'**objets naturels** (rivières, iles...)
162 et **artificiels** (digues, canaux, obstacles...),
164 * HYDRO : on importe des champs de bathymétrie / altimétrie, ou des séries de profils de rivière,
166 * HYDRO : on constitue des objets naturels et artificiels,
168 * HYDRO : on importe ou crée une carte des occupations des sols (Land Cover Map)
169 et une table donnant les coefficients de Strickler par type de zone (frottements au sol),
171 * HYDRO : on constitue un **cas de calcul** en choisissant les objets utiles au cas,
172 on regroupe les **zones** (une zone correspond à un mode de calcul particulier de la bathymétrie)
173 en **régions** (Les frontières des régions correspondent aux lignes de contrainte du maillage,
174 ce sont les faces de la géométrie finale SALOME), on associe au cas la Land Cover Map et la table de Strickler,
176 * HYDRO : on exporte le cas vers GEOM,
178 * GEOM : on reprend le cas dans GEOM, pour compléter l'identification des groupes liés aux différentes régions du domaine
179 et des conditions limites,
181 * SMESH : on choisit les algorithmes et hypothèses de maillage, on calcule le maillage et exporte le fichier MED du maillage,
183 * HYDROSOLVER : on génère et exécute le script Python qui permet le calcul de l'interpolation en Z aux noeuds du maillage,
184 à partir du fichier MED et du cas de calcul,
186 * HYDROSOLVER : on génère et exécute le script Python qui permet l'affectation des coefficients de Strickler aux noeuds du maillage,
187 à partir du fichier MED et du cas de calcul,
189 * HYDROSOLVER : on définit les zones de conditions limites (fichier xxx.bcd)
191 * HYDROSOLVER : on definit les évolutions des valeurs des conditions limites au cours du temps (fichier xxx.lqd ?)
193 * HYDROSOLVER : on définit le paramétrage physico numérique du calcul (fichier cas),
195 * HYDROSOLVER : on exécute le calcul,
197 * PARAVIS : on dépouille les résultats
199 Dans le module HYDRO lui-même, la logique d’enchaînement des étapes est la suivante
200 (voir les différents types d’objets manipulés dans l’arbre de gauche) :
202 Il s’agit ici de la description d’un déroulement type, des allers-retours entre les différentes étapes
203 sont tout à fait possibles et se produiront certainement.
207 L’idée est de partir d’images satellitaires et/ou de cartes de la zone à mailler
208 pour situer les différents éléments de l’étude., Ces images devront être géoréférencées
209 dans le même système de coordonnées que l’ensemble des données (Lambert93 par exemple).
210 Il peut s’agir de capture d’écran du géoportail par exemple.
214 Les bathymétries constituées de nuages de points et/ ou de profils qui constituent le modèle de terrain
215 sur lequel va s’appuyer le maillage sont importées dans le projet.
219 Les polylignes (importées et/ou construites dans SALOME) permettent de définir les contours des différents objets
220 naturels et artificiels qui vont intervenir dans le cas de calcul. Ce sont des lignes fermées dans le cas général.
221 Certaines de ces lignes constitueront les lignes de contrainte du maillage.
222 Les polylignes splines permettent de définir des contours sans que le maillage qui
223 s’y appuiera ne doive utiliser strictement les points de la ligne. Seule la forme générale compte.
224 On peut tracer les lignes à la souris ou les importer à partir d’un fichier.
228 Il s’agit des éléments constitués par exemple de l’emprise d’un domaine, d’îles, de lacs...
229 On sait en général leur associer une bathymétrie.
231 * ARTIFICIAL OBJECTS :
233 Il s’agit de construire des éléments tels que des digues ou des canaux de géométrie connue.
235 * CALCULATION CASES :
237 Lors de la définition du cas de calcul on sélectionne les objets à mailler et on résout les conflits
238 de recouvrement des bathymétries.
243 * Pour les fichiers image : disposer de fichiers images des fonds carto ou photo et avoir repéré dans le système de travail
244 les coordonnées de 2 ou 3 points bien répartis sur l’image (suffisament éloignés pour améliorer la précision).
245 Avec trois points, on peut faire une transformation affine de l'image, pour le cas improbable ou celle-ci ne
246 correspondrait pas à une projection verticale.
248 * Disposer des données de bathy au format ASCII.
250 Pour l’instant les fichiers de bathymetrie doivent porter l’extension .xyz (3 colonnes x,y,z) ou .asc
251 (format de type grille a pas régulier, tel que fourni dans la BD Alti de l'IGN, par exemple).
253 * Si l'on dispose de profils en travers pour le lit mineur, il peuvent être fournis au format .xyz
254 avec une ligne blanche séparant chaque profil, ou au format SinusX décrit plus loin.
259 Il est possible d’importer des plans, cartes, et photos dans le module Hydro dans le dossier Images de l’arbre de l'étude.
260 L’idée est de partir d’images satellitaires et/ou de cartes de la zone à mailler,
261 géoréférencées dans le même système de coordonnées que l’ensemble des données (Lambert93 par exemple).
262 Il est possible de récupérer l’intersection de deux images, de les fusionner, de restreindre une image à partir d’une polyline.
264 Les manipulations d'images sont introduites dans l'exercice plus bas.
266 Choix d'un repère local
267 =======================
269 **Il est vivement conseillé de changer l’origine du système de coordonnées local**
270 pour éviter de manipuler de très grands nombres et avoir plus de précisions dans les différents calculs, notamment pour le maillage.
272 Pour cela il faut utiliser le menu *Hydro/change local CS* et renseigner les coordonnées de la nouvelle origine.
274 Import de Bathymetries
275 =======================
277 Le mode opératoire est expliqué dans l'exercice plus bas.
279 * **remarque** : Si les altitudes sont inférieures à 0, la bathymétrie peut être cachée par les cartes ou photos
280 (qui sont à Z = 0 par convention). Si l'on a besoin de voir simultanément la bathymétrie et les images,
281 on peut, par exemple, soit passer en vue de dessous, soit éditer la bathymetrie (menu contextuel "edit imported bathymetry")
282 pour inverser les z, le temps de contrôler la superposition des cartes et de la bathymétrie
283 (ne pas oublier d'enlever l'inversion de z après !).
285 Récupération de données de bathymétrie d'un ancien maillage
286 -----------------------------------------------------------
288 Pour les différentes opérations ci-dessous, le mode opératoire précis reste à détailler. Les scripts Python cités
289 ne sont pas fournis avec cette version, is nécesitent des adaptations au cas par cas.
291 * Il est possible de récupérer un ancien maillage d’un cas d’étude, en le transformant avec un convertisseur
292 intégré dans SALOME-HYDRO du format selafin (.slf) au format .med (format dédié pour la plate-forme Salomé en général).
294 * A partir de l’ancien maillage, il peut être nécessaire d’appliquer une translation (par exemple +2 000 000)
295 à la position y des nœuds pour passer en système de géoréférencement connu (par exemple LambertIIEtendu).
297 * Puis la bathymétrie (champ de fond Z) est récupérée à l’aide d’un script Python qui crée un fichier .xyz
298 (position x du nœud, position y du nœud, Champ Z associé).
300 * Ce fichier .xyz est converti en Lambert93 grâce au logiciel libre Circé (sous Windows).
302 * Ensuite les positions des nœuds des bords sont récupérées à l’aide d’un script Python qui parcourt les nœuds,
303 constate s'ils sont au bord et crée un fichier dans lequel chaque bord récupéré est mis en forme pour un import direct
304 dans le module HYDRO.
306 * On peut isoler de cette façon le contour de l’emprise, des piles de ponts, et les îles éventuelles.
308 Import d'objets de type lignes
309 ==================================
311 Le format SinusX (ASCII) décrit en annexe permet de décrire plusieurs types de lignes et de profils.
312 Les fichiers au format SinusX qui respectent les conventions décrites en annexe peuvent être importés
318 définition : lignes dans le plan XY, généralement utilisées pour définir des contours, des zones.
323 Deux types de profils : géoréférencés ou non.
325 Les profils géoréférencés sont définis dans XYZ, les autres dans XZ (XY).
326 Utilité : section de digue, de canal, de rivière.
328 On définit une seule section pour un canal ou une digue, une série de profils pour une rivière.
330 Pour une digue, la valeur Z=0 correspond à la ligne de crête, pour un canal, c'est la ligne de fond.
332 On considère uniquement des profils symétriques (par rapport à la ligne de crête ou de fond).
338 Rivière décrite par une succession de profils en travers, ordonnés via une ligne amont-aval qui passe par ces profils.
339 Cette ligne peut être l'axe hydraulique, mais ce n'est pas obligatoire.
341 Les fichiers de stream peuvent être des fichiers XYZ pour lequels chaque profil est séparé par une ligne vide.
347 Les contours de type polyligne sont nécessaires à la création de la géométrie.
348 Ils permettent la construction de l’emprise du modèle, des îles, du lit mineur d’un fleuve, ainsi que des digues, des canaux, des routes...
350 On peut afficher la bathymetrie ou les cartes lors de la saisie des contours pour se repérer.
355 Dans SALOME les polylignes sont de deux types :
357 * polylignes (ligne brisée constituée d'une série de segments droits, pour décrire un objet géométrique)
359 * splines (suite d’arcs qui donne une courbe à dérivée continue,
360 pour décrire une courbure naturelle, qui s’adaptera à la finesse de la discrétisation).
362 L’utilisation de splines permet de définir des contours sans que le maillage qui s’appuie dessus
363 ne s’accroche à tous les points de la ligne : seule la forme générale compte.
365 Le mode opératoire est détaillé dans l'exercice ci-dessous.
367 Il est possible de créer des lignes combinant polylignes et splines.
368 Voir plus loin le pararaphe de manipulation des polylignes.
370 profils de digue ou canal
371 --------------------------
373 On peut importer ou dessiner ce type de profils.
374 Le mode opératoire du dessin est détaillé dans l'exercice ci-dessous.
379 Seul l'import de ces profils est prévu.
381 Création d'objets "naturels" type "zone immersible"
382 ===================================================
384 Une **zone immersible** est une zone qui sera maillée. Les iles qui ne sont pas submersibles peuvent être exclues du maillage.
385 Dans SALOME HYDRO, on distingue les îles du reste en désactivant leur attribut **Submersible**.
387 Créer une zone immersible consiste à créer une face géométrique à partir d’un des contours dessinés précédemment.
388 On renseigne donc pour cela la polyline (obligatoire) sur laquelle va reposer la face et la bathymétrie (facultative)
389 que l’on souhaite associer à cette zone géographique.
391 * Remarque : la bathymétrie est facultative dans la création des objets naturels, notamment dans le cas des îles.
393 * Remarque : Il est possible de changer l’ordre d’affichage des différents objets naturels et artificiels qui sont tous par convention
394 dans le plan z=0, pour remettre "dessus" les petits objets.
396 Création d'objets "naturels" type "stream"
397 ==========================================
399 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
401 Création d'objet "artificiel" type digue ou canal
402 =================================================
404 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
409 Objets géométriques complexes (bâtiments...) importés depuis GEOM,
410 pour constituer des zones non submersibles ("iles" ou assimilés).
411 Il faut mettre ces objets dans le repère local avant des les importer.
413 Tables de coefficients de Strickler, Land Cover maps
414 ====================================================
416 Il est possible définir une carte des coefficients de Strickler (frottements sur le fond) couvrant le domaine d'étude.
418 Des cartes décrivant la nature des sols (Land cover Map) peuvent être récupérées sur différents sites.
419 Il est notamment possible de télécharger et d'éditer dans un outil de SIG (Systeme d'Information Géographique)
420 comme *qgis* les cartes "Corine Land Cover".
421 Ces cartes s'appuient sur une nomenclature standard des différents types de territoire.
423 On définit en parallèle une table des coefficients de Strickler qui donne le coefficient pour chaque type défini dans la nomenclature.
424 Les coefficients de Strickler sont en général ajustés pour une étude donnée, pour recaler le modèle.
426 Les Land Cover Map peuvent être importées depuis qgis ou créées "from scratch" dans SALOME-HYDRO.
427 Il est également possible d'éditer ces cartes dans SALOME-HYDRO : ajout, suppression, regroupement, modification de zones...
429 Constitution d'un cas de calcul
430 ================================
432 Lors de la constitution d'un cas de calcul, il est possible de ne sélectionner que certains des objets définis précedemment.
433 A partir d'une même base d'objets, on peut créer plusieurs cas de calculs plus ou moins complexes (prise en compte ou non
434 de détails comme des piles de ponts, par exemple).
436 L'emprise du domaine est définie par un contour polygonal particulier.
438 Le chevauchement des différents objets crée des zones "en conflit" pour lesquelles il faut faire des choix pour le calcul de
441 Le résultat du découpage en zones des différents objets se chevauchant constitue l'opération dite de **partition**.
443 On peut regrouper des zones en régions homogènes dans la structure du maillage visée,
444 pour s’affranchir des contours que l'on ne veut pas garder en tant que lignes de contraintes.
446 Dans le cas de calcul, il est possible d'identifier certaines lignes qui serviront de support aux conditions limites.
448 Le resultat est exporté dans le module de géométrie.
450 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
452 Géométrie: Module GEOM
453 ======================
455 Une fois le cas de calcul terminé et exporté il apparaît dans le module GEOM.
457 Il faut activer ce module pour pouvoir visualiser et modifier le cas exporté.
459 Il est conseillé de faire un *show only* sur la géométrie :
460 dans l'arbre, se placer sur le cas de calcul dans la géométrie et menu contextuel clic droit *show only*.
462 Dans GEOM, on voit notre cas de calcul sous le nom <nom de cas>_N auquel est attaché le (ou les) contour(s)
463 choisis au moment au moment de la définition du cas de calcul.
465 Il se peut qu’on ait besoin d'identifier certaines parties :
467 * Faces : pour mailler de façon différentes certaines zones
469 * Segments : pour définir les conditions aux limites.
471 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
473 * remarque : Il est possible d'utiliser le module de géométrie pour définir un certain nombre de
474 contraintes sur le maillage. par exemple, on peut définir des points fixes de notre maillage
475 (qui vont par exemple correspondre à des points de mesure).
476 **Toute modification de la géométrie se traduit par la création d'un nouvel objet et la perte des groupes
477 définis dans l'objet initial. Il faut donc créer les groupes en dernier, sur la géométrie finale,
478 et, si possible éviter les modifications qui font perdre les définitions automatiques du module HYDRO.**
480 Maillage: Module SMESH
481 =======================
483 On se réferera aux formations SALOME pour l'utilisation du module SMESH.
485 Le mode opératoire pour SALOME-HYDRO est détaillé dans l'exemple plus bas.
493 En hydrodynamique il est primordial de connaître la valeur de la bathymétrie en chaque nœud de calcul.
495 Le calcul de la bathymétrie est fait zone par zone, a chaque zone est associé un mode de calcul de la bathymétrie :
497 * à partir des nuages de points
499 * à partir des profils de rivière
501 * à partir de l'axe et de la section des digues et canaux
503 * à partir de la CAO des obstacles
505 Pour les nuages de points, on dispose dans HYDROSOLVER d’un utilitaire générant un script Python
506 qui permet d’interpoler la bathymétrie sur le maillage.
507 Ce script utilise un algorithme qui prend soit la valeur du Z du point le plus proche, soit la valeur Z interpolée
508 sur une triangulation préalable du nuage.
510 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
512 Mise en données Physico-numérique pour TELEMAC
513 ===============================================
515 Cette mise en données fait intervenir le module HYDROSOLVER pour l'assemblage du cas de calcul.
517 description des conditions limites
518 ----------------------------------
520 Chaque zone de condition limite correspond à un groupe nommé dans le maillage.
521 Les types de conditon limites associés à un groupe sont définis dans un fichier.
522 Dans le module HYDROSOLVER, un outil permet d'associer des types de condition limites aux groupes concernés ans le maillage,
525 édition du fichier Cas
526 ----------------------
528 Les paramètres de calcul sont définis dans le fichier Cas avec la syntaxe TELEMAC 2D (avec un éditeur de texte standard).
530 inventaire des fichiers utilisés par TELEMAC 2D
531 -----------------------------------------------
533 A compléter, voir l'exemple ci-dessous.
535 Lancement et suivi du calcul
536 ============================
538 Le module HYDROSOLVER permet de lancer TELEMAC 2D.
540 Le mode opératoire est détaillé dans l'exemple plus bas.
542 Dépouillement des résultats
543 ===========================
545 Le module PARAVIS est utilisé pour l'exploitation des résultats.
546 On se réferera aux formations SALOME pour l'utilisation du module PARAVIS.
