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TELEMAC

Les méthodes de simulation numérique décrites sur ces pages utilisent le logiciel libre open TELEMAC-MASCARET (appelé ci-après TELEMAC), qui a été lancé comme code commercial par le groupe R & D de l’Électricité de France (EDF). Depuis 2010, le consortium TELEMAC-MASCARET a repris le développement (la R & D EDF est toujours très impliquée) et fournit librement le logiciel et son code source sous une GPLv3 license. Visitez leur site Web pour en savoir plus sur TELEMAC.

Travailler sur Debian Linux ou l’un de ses dérivés (voir le chapitre Virtual Machines (VMs) and Linux) facilite le traitement de TELEMAC, car la plupart de ses algorithmes de base ont été développés à l’origine sur les plateformes Linux. En utilisant Linux, suivez le chapitre TELEMAC installation (comptez environ 2 heures pour l’installation).

Introduction générale et guide pédagogique

L’analyse de l’hydroenvironnement avec TELEMAC implique le prétraitement pour l’abstraction du paysage fluvial, la mise en place de fichiers de contrôle, l’exploitation d’un solveur TELEMAC et le post-traitement. La première fois, l’utilisateur est confronté à un nombre écrasant d’options logicielles pour le pré- et post-traitement. De plus, TELEMAC propose une large gamme de modules pour la modélisation bidimensionnelle (2d) et tridimensionnelle (3d) des processus hydromorphodynamiques de divers plans d’eau, des rivières de montagne aux deltas côtiers sous l’influence des marées. De plus, plusieurs phénomènes de transport des sédiments peuvent être modélisés et associés à des conditions d’écoulement stables ou instables. Par conséquent, la gamme d’applications de TELEMAC est très large et ce livre électronique fournit des tutoriels pour une bonne compréhension des éléments fondamentaux de la modélisation des écosystèmes fluviaux. À cette fin, ce livre électronique propose les tutoriels suivants:

The tutorials build on the user manuals provided by the TELEMAC developers at http://wiki.opentelemac.org.

Prétraitement

Le traitement préalable consiste à extraire le paysage de la rivière en un maillage informatique (grille) avec des conditions limites. De nombreux outils logiciels peuvent être utilisés à cette fin, notamment:

Configuration et exécution du modèle

La pièce maîtresse de tout modèle TELEMAC est le fichier de contrôle (direction ou CAS), qui peut être configuré avec Fudaa PrePro. La configuration du modèle est expliquée dans le tutorial guide ci-dessus pour TELEMAC.

Traitement après

Artelia Eau et Environnement a créé le plugin PostTelemac pour QGIS, qui est un outil puissant et pratique pour visualiser et post-traitement des résultats de simulation TELEMAC. Le Telemac2d (steady) Post-processing illustre l’utilisation du plugin QGIS PostTelemac (lisez plus dans le TELEMAC pre-processing tutorial) pour créer des cartes raster et d’autres dérivés de données utiles à partir de la sortie TELEMAC.

La structure des fichiers TELEMAC

Pour toute simulation TELEMAC, les fichiers d’entrée suivants sont obligatoire:

Il y a beaucoup d’autres fichiers qui ne sont pas obligatoires par calcul pour chaque simulation TELEMAC, mais qui sont essentiels pour des scénarios particuliers (p. ex. des débits instables) et des modules (p. ex. le transport des sédiments avec Gaia). Ces fichiers facultatifs comprennent:

Lorsque des structures hydrauliques sont intégrées dans un modèle, certains des fichiers suivants sont requis (selon le type de structure):

De plus, un fichier FORTRAN (.f) peut être créé pour spécifier des conditions de limites particulières, des algorithmes personnalisés ou l’utilisation d’une seule ou d’une double précision.

D’autres fichiers d’entrée peuvent être définis pour simuler les déversements d’hydrocarbures, le transport des polluants, le vent et les effets des marées.

Descriptions détaillées des fichiers

Le dossier de direction (CAS)

Le fichier de pilotage est le fichier de simulation principal avec des informations sur les fichiers obligatoires (p. ex., la géométrie selafin ou la limite), les fichiers optionnels et les paramètres de simulation. Le fichier de direction peut être créé ou édité avec un éditeur de texte de base ou un logiciel avancé tel que Fudaa PrePro ou Blue Kenue.

Fichiers de géométrie (SLF ou MED)

Le fichier géométrique au format *.slf (selafin ou SERAFIN) contient des données binaires sur le maillage avec ses nœuds. Le format de nom du fichier de géométrie peut être modifié dans le fichier de direction avec:

/steering.cas
GEOMETRY FILE            : 't2d_channel.slf'
GEOMETRY FILE FORMAT     : SLF / or MED with SALOME preferably for 3D

Les fichiers MED sont généralement traités avec soit SALOME.

Dossiers sur les conditions limites (CLI ou BND/BCD) et les limites liquides (QSL)

Le fichier limite au format *.cli contient des informations sur les nœuds entrants et sortants (coordonnées et ID). Le fichier *.cli peut être ouvert et modifié avec n’importe quel éditeur de texte, ce qui n’est pas recommandé pour éviter les incohérences. Utilisez de préférence Fudaa PrePro ou Blue Kenue pour générer et/ou modifier des fichiers *.cli (lisez plus dans le TELEMAC pre-processing tutorial). Voici un exemple (en-tête seulement) pour un fichier de conditions limites *.cli:

  2 2 2  0.000  0.000  0.000  0.000 2  0.000  0.000  0.000    101     1
  2 2 2  0.000  0.000  0.000  0.000 2  0.000  0.000  0.000    102     2
  2 2 2  0.000  0.000  0.000  0.000 2  0.000  0.000  0.000    103     3
  ...

*.bnd/*.bcd files can be created and edited either with SALOME or a text editor. The following block box shows how a *.bnd boundary file for a simple block geometry may look like.

4
5 4 4 4 downstream
4 5 5 4 upstream
2 0 0 2 leftwall
2 0 0 2 rightwall

Les utilisateurs peuvent définir un fichier de conditions limites liquides (*.qsl) pour définir des conditions limites dépendantes du temps (non stables) (p. ex., décharge, profondeur d’eau, vitesse d’écoulement ou traceurs). Le bloc suivant montre un exemple pour un fichier de conditions limites liquides (*.qsl) :

# bc_unsteady.qsl
# Time-dependent inflow (discharge Q(2) and outflow (depth SL(1)
T           Q(1)     SL(2)
s           m3/s     m
0.            0.     5.0
500.        100.     5.0
5000.       150.     5.0

Les conditions limites et les fichiers de limites liquides peuvent être ajoutés dans le fichier de direction avec:

/steering.cas
BOUNDARY CONDITIONS FILE : 'bc_channel.cli'
LIQUID BOUNDARIES FILE   : 'bc_unsteady.qsl'

Dépôt par étape (ou WSE-Q) Fichier (txt - ASCII)

Définir un fichier de décharge étape pour utiliser un stade (élévation de surface de l’eau WSE) - relation de décharge pour les conditions limites. Ces fichiers s’appliquent généralement à la limite en aval d’un modèle aux sections de contrôle (p. ex., un déversoir libre). Le bloc suivant montre un exemple pour un fichier de décharge étape (*.txt) :

# wse_Q.txt
#
Q(1)     Z(1)
m3/s     m
 50.     0.0
 60.     0.9
100.     1.5

Pour utiliser un fichier de décharge étape, définissez le mot clé suivant dans le fichier de direction :

/steering.cas
STAGE-DISCHARGE CURVES FILE : YES

Fichier de données de friction (tbl/txt - ASCII)

Ce fichier optionnel permet d’utiliser la définition du frottement de fond concernant la loi sur la rugosité et les coefficients de fonction associés.

Pour activer et utiliser les données de frottement, définissez les mots clés suivants dans le fichier de direction :

/steering.cas
FRICTION DATA            : YES
FRICTION DATA FILE       : 'friction.tbl'

Le fichier Résultats/Redémarrage (SLF ou MED)

Un fichier de redémarrage provient d’une simulation TELEMAC précédente et n’a pas besoin d’exister au début. Une bonne option pour visualiser le fichier de résultats est PostTelemac plugin dans QGIS. Les fichiers de redémarrage au format MED sont généralement traités avec le module ParaVis à SALOME.

Le fichier résultats/redémarrage peut être défini comme suit dans le fichier de direction:

/steering.cas
RESULTS FILE             : 't2d_channel_output.slf'

Le Manuel Telemac2d (section 4.1.3) fournit des explications supplémentaires sur l’utilisation des fichiers de résultats/redémarrage (p. ex., pour accélérer les simulations).

References
  1. Hervouet, J. M., Ata, R., & Goeury, C. (2014). User manual of opensource software Telemac 2d (v7p0, p. 123) [usermanT2D]. EDF-R&D. http://www.openmascaret.org
Simulations Numériques
Exécuter et vérifier une simulation 2d stable
Simulations Numériques
Prétraitement