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OdefiX - GUI

OdefiX - Objectifs - Interface graphique - API - GUI

Les bases de l'interface graphique

Le but d'OdefiX est de pouvoir se concentrer sur la structuration et les fonctionnalités des modèles à définir et non sur l'interface graphique ou l'échanges de données (persistence XML, copier/coller Excel, etc). Théoriquement, aucune écriture spécifique de classes pour l'interface est nécessaire, le temps de développement est alors consacré à la réalisation du modèle.

L'interface proposée permet de :

visualiser et modifier des objets structurés (dont des données spatiales et temporelles) et faciliter la navigation entre ces objets ;

fournir des vues multiples d'un même objet : définition, tableau, graphique, validité, résultats, etc ;

ajouter, copier, couper, coller des objets ;

ouvrir, sauver des documents sous des formats texte, XML (Extensible Markup Language) ;

gérer les références entre documents => notion de modèle de référence et suivi de variantes (en cours).

Certains modèles, notamment pour la gestion des ressources en eau, sont caractérisés par la prise en compte de la variabilité spatio-temporelle des processus. D'où l'importance de disposer d'un système d'information à référence spatiale et temporelle.

L'interface permet une représentation spatialisée du bassin, en différentes couches d'information et à différentes échelles (voir Figure 3.1). C'est la représentation la plus naturelle pour, d'une part, faciliter les dialogues entre thématiciens et gestionnaires et, d'autre part, synthétiser et schématiser des informations.

Figure 3.1. - Représentation spatiale

Parallèlement, la même interface permet d'accéder aux différentes données temporelles : chroniques historiques (pluies, écoulements, populations, etc. ...) et chroniques prospectives liées à des scénarios d'évolution qui seront construits. La représentation des données temporelles est faite, soit sous forme de tableau, soit sous forme de graphiques temporels (voir Figure 3.2).

Figure 3.2. - Représentation chroniques temporelles

Le but de la plate-forme est de pouvoir activer, modifier et éventuellement construire de manière interactive différents modèles. Ainsi, dans le cas d'un modèle d'allocation des ressources en eau, chacun des composants va pouvoir être défini, modifié avec ses propriétés structurales et ses propriétés de gestion (voir Figure 3.3).

Les systèmes modélisés peuvent être simulés suivant différents paramètres afin de pouvoir évaluer les objets étudiés dans le modèle. Les résultats, qui peuvent être distribués dans l'espace et dans le temps, sont fournis sous forme de cartes, de graphiques, de tableaux, de statistiques, etc.

Figure 3.3. - Vue tableau de définitions

La barre d'outils Vues permet de visualiser différents aspects de l'objet sélectionné.

Descriptions

affiche les descriptions de toutes les définitions composant l'objet sélectionné.

Attributs

affiche les attributs (paramètres ne rentrant dans le contenu de la définition) de l'objet sélectionné et de toutes les définitions composant cet objet.

Définition

affiche la définition complète d'un objet, soit une vue à plat de toutes les définitions composant cet objet. Pour détailler une caractéristique, il suffit de positionner le curseur sur la ligne correspondante et d'utiliser le bouton Objet de la barre Sélection pour visualiser cette propriété sous différentes facettes.

Données

affiche les données par colonne, si cette vue à un sens pour l'objet sélectionné.

Validité

affiche des informations relatives à la validité de la définition : rien si l'objet est valide et la liste des incohérences sinon. Il suffit de positionner le curseur sur cette incohérence et d'utiliser le bouton Objet de la barre Sélection pour corriger la définition.

Résultats

affiche les résultats associés à un objet, si ils existent.

OdefiX - Objectifs

OdefiX - Objectifs - Interface graphique - API - GUI

Présentation générale

Le but d'OdefiX est de faciliter la conception informatique de modèles de différentes natures et leurs interactions au sein d'une même interface (Pouget et al., 2004a). OdefiX utilise les technologies Java et XML (eXtensible Markup Language) et représente en fait les composants de base de n'importe quelle application voulant décrire et exécuter un modèle.

Un objectif général de l'unité DIVHA est de fournir un cadre commun de modélisation et de représentation (OdefiX pour Object Definition Extension) afin de :

faciliter le développement de modèles ; l'emploi d'une approche de modélisation objets et la mise à disposition de composants logiciels (gestion du temps, de l'espace, etc) soutiennent la description de la structure, des propriétés et des dynamiques des modèles ;

favoriser les discussions entre spécialistes et gestionnaires grâce à une interface conviviale (représentations spatiale, graphiques...) ;

faciliter le dialogue entre modèles, grâce à une interface commune, pour simuler des dynamiques qui rendent compte d'interactions entre modèles de natures différentes.

Il y a une volonté de développer des modèles génériques, afin de faciliter l'extension et la transposition des modèles construits et de capitaliser les expériences. La constitution de composants logiciels "métiers", utilisables dans d'autres applications, assure cette capitalisation. Les développements envisagés portent ainsi sur :

une évolution des composants du modèle d'allocation de ressources en eau HyD2002 (Pouget et al., 2004b), qui permet de représenter différents types d'aménagements et de simuler divers modes d'allocation en présence d'usages et de règles multiples. Les améliorations vont porter notamment sur la représentation des aquifères, la prise en compte des temps de propagation (Simulsen), de nouveaux algorithmes d'optimisation ;

la constitution de composants pour la modélisation technico-économique des activités agricoles, au niveau régional (ZonAgri) ;

la constitution de composants pour la modélisation hydrologique distribuée utilisée notamment dans le cas de modifications anthropiques importantes des bassins versants (Cudennec et al., 2004a).

Simulsen - L'interface graphique

Simulsen - Objectifs - Interface graphique

Cette partie présente les bases du fonctionnement de l'interface graphique proposée et illustre différentes fonctionnalités.

Avertissement : L’interface graphique utilisée pour Simulsen est commune à plusieurs logiciels développés au sein de L’unité Divha de l’IRD. De ce fait, toutes ses fonctionnalités ne concernent pas forcément les utilisateurs de Simulsen.

Le logiciel propose un affichage permettant d’accéder à l’ensemble des données et paramètres du répertoire de travail courant qui est toujours C:\SIMULSEN. La logique de l’affichage rappelle celle de l’explorateur de Windows :

La première ligne propose des titres sur lesquels un clic gauche provoque l’ouverture de menus associés
La seconde ligne (barre d’outils) propose des boutons permettant de déclencher par clic gauche des actions spécifiques.
La partie inférieure gauche de l’écran montre le contenu du logiciel sous forme d’une arborescence d’éléments de différentes natures. Contrairement à la version DOS, la version Windows de Simulsen permet à l’utilisateur de se déplacer de façon complètement libre dans l’arborescence du logiciel.
La partie inférieure droite de l’écran est une vue affichant le contenu du ou des éléments sélectionnés dans l’arbre

Le maintien fixe du pointeur de souris sur un objet quelconque affiché sur l’écran (élément de l’arbre ; case de la vue ; boutons d’actions ; menus) fait apparaître une info-bulle liée à l’objet pointé.

Le symbole X placé en haut à droite de la fenêtre du logiciel permet de quitter celui-ci. Si des modifications de paramètres ou données intervenues dans Simulsen n’ont pas été répercutées sur les fichiers correspondants, le logiciel demande alors à l’utilisateur s’il désire faire ces sauvegardes ou non.

3.2.1 - Arbre des éléments

L’arbre propose deux affichages accessibles respectivement par les options ‘’explorateur’’ et ‘’historique’’ proposées à sa base. L’option ‘’explorateur’’ donne accès à la totalité des éléments accessibles du logiciel, classés en trois grandes rubriques : ‘’Environnement temporel’’, ‘’simulations’’ et ‘’paramètres de Simulsen’’. L’option ‘’historique’’, ne montre que les éléments qui ont été sélectionnés avec l’explorateur depuis le lancement du logiciel.

Comme dans l’explorateur de Windows, le clic gauche sur le signe + situé à gauche d’un élément de l’arbre fait apparaître la liste des éléments qui en dépendent directement (développement de l’arbre). Au contraire, le signe moins permet de faire disparaître cette liste (réduction de l’arbre).

Sélection dans l’arbre, modification de nom

Lorsque le pointeur de souris est placé sur un élément de l’arbre, un clic gauche provoque la sélection de l’élément alors qu’un double clic gauche permet de modifier son nom. La frappe de la touche ‘’entrée’’ ne valide cependant cette modification de nom que pour un nombre limité d’éléments. Pour les autres, la modification, sans objet, n’est pas enregistrée.

Il est possible de faire une sélection multiple d’éléments de l’arbre par une succession de clics gauches effectués en maintenant la touche CTRL appuyée.

Menus contextuels des éléments de l’arbre

Un clic droit sur un élément de l’arbre provoque à fois la sélection de cet élément et l’ouverture d’un menu contextuel. La plupart des actions proposées dans les menus contextuels, variables selon l’élément sélectionné, figurent également dans les menus intitulés ‘’Outils’’ ou ‘’Edition’’ décrits plus bas. Certaines actions spécifiques sont décrites plus loin dans cette notice, avec les éléments auxquels elles sont associées. Les actions de portée plus générale sont décrites ci-dessous :

Dupliquer : à partir d’un élément sélectionné dans l’arbre, cette action rajoute un élément similaire dans l’élément parent. Ceci permet par exemple de créer facilement de nouveaux scénarios de besoins de débit à partir de scénarios existants, en apportant simplement les modifications nécessaires au nouveau scénario obtenu.
Supprimer : supprime dans l’arbre l’élément sélectionné.
Déplacer : permet de changer la position de l’élément sélectionné parmi les éléments de même parent dans l’arbre.
Couper : place l’élément sélectionné dans le presse papiers de Windows et provoque sa suppression dans l’arbre.
Copier : place une copie de l’élément sélectionné dans le presse papiers de Windows
Coller : colle le contenu du presse papiers de Windows dans l’élément sélectionné
Tout développer : affiche dans l’arbre les éléments dépendants de l’élément sélectionné
Tout réduire : masque dans l’arbre les éléments dépendants de l’élément sélectionné
Renommer : permet de renommer le nom de l’élément dans l’arbre. Cette action ne peut être validée que pour certains éléments .
Mettre à jour : permet de mettre à jour l’affichage de l’arbre, qui est en principe maintenu à jour en permanence de façon automatique mais peut très rarement ne pas être rafraîchi. L’action ‘’mettre à jour’’ peut être utilisée si l’on soupçonne un tel cas.
Ouvrir un nouvel onglet : provoque l’ouverture d’un nouvel onglet dans la vue, dans lequel s’affiche le contenu de l’élément sélectionné dans l’arbre.
Fermer l’onglet : supprime l’onglet en cours d’affichage dans la vue.
Propriétés : sans intérêt pour l’utilisateur de Simulsen
Ajouter : propose une liste dans laquelle on doit choisir un élément qui sera ajouté (en dernier rang) à ceux qui figurent déjà sous l’élément en cours de sélection dans l’arbre.
Choisir : permet de choisir une option dans une liste spécifique associée à l’élément sélectionné dans l’arbre.
Supprimer le choix : cette action concerne en particulier les éléments placés dans l’arbre sous ‘’scénarios de demandes cumulables’’ et ‘’scénarios de besoins non sommables’’ dans les consignes associées de ‘’débit supérieur à un objectif minimal variable’’, elles-mêmes placées sous ‘’simulation chronologique’’. Elle permet pour le type de besoin concerné de supprimer le choix de scénario en cours pour le remplacer par un hydrogramme nul.

Recharger le fichier : Permet de relire les données du fichier associé à l’élément courant afin de retrouver celles-ci dans l’état de leur dernière sauvegarde.
Supprimer le fichier : supprime le fichier de données associé à l’élément sélectionné. Sans intérêt pour Simulsen.

3.2.2 - Vue du contenu des éléments

Onglets

La vue située sur la partie droite de l’écran peut contenir plusieurs fenêtre (jusqu’à 15) associées chacune à un onglet supérieur rappelant l’intitulé de l’élément sélectionné dans l’arbre et affiché. Pour passer d’une fenêtre à une autre, il suffit de faire un clic gauche sur l’onglet désiré.

Clics gauches ou droits dans l’arbre

Lorsqu’on sélectionne un élément dans l’arbre avec un clic gauche, le contenu de celui-ci et de tous les éléments dépendants s’affiche sur la fenêtre en cours d’édition dans la vue de droite, à la place du précédent affichage. Si par contre on sélectionne un élément de l’arbre avec un clic droit pour demander ensuite ‘’ouvrir un nouvel onglet’’ dans son menu contextuel, alors ce contenu s’affiche dans une nouvelle fenêtre de la vue. Cet affichage de l’élément sélectionné dans une nouvelle fenêtre peut également être obtenu avec le bouton ‘’visualiser l’élément dans un nouvel onglet’’.

Afiichage en mode tableau, texte et graphique

Les modes ‘’tableau’’, ‘’texte’’ et ‘’graphique’’, proposées en bas de la vue et accessibles ou non selon la nature de l’élément sélectionné dans l’arbre, permettent différents modes d’affichage du contenu de cet élément dans la fenêtre en cours de visualisation. Chacun de ces modes peut être sélectionné par clic gauche.

3.2.2.1 - Mode Tableau

Avec le mode ‘’tableau’’, disponible pour la quasi-totalité des éléments de l’arbre, l’affichage dans la vue peut se faire selon les formats ‘’’définition’’ et ‘’données par colonnes’’, sélectionnables avec les boutons représentant des grilles dans la barre d’outils.

Valeurs modifiables ou non modifiables

Dans la plupart des cas, les cases grises d’un affichage en mode tableau ne sont susceptibles de contenir aucune valeur, alors que les cases blanches sont destinées à l’affichage de valeurs de paramètres modifiables (caractères noirs) ou non modifiables (caractères gris).

Format définition

Le format ‘’définition’’ présente des valeurs dans des cases organisées sous forme de lignes. Ce format est disponible pour quasiment toute sélection dans l’arbre dont le contenu peut être affiché en mode ‘’tableau’’, même si cette sélection contient plusieurs niveaux de sous-éléments de différentes natures. L’ensemble des objets dépendant de la sélection apparaît dans cette vue. Dans le cas d’objets relatifs à des séries chronologiques de valeurs, la vue affiche des tableaux annuels de N lignes et 12 colonnes dont les valeurs sont modifiables (par ex. : données de base) ou non (résultats de simulations) selon la nature de l’objet. Pour les autres types d’objets, chaque ligne affiche en première colonne de façon indistincte, soit le nom d’un élément soit le nom d’un paramètre ou d’une variable dépendant de l’élément placé au dessus. Les cases situées à droite du nom d’un élément simple, d’un paramètre ou d’une variable contiennent les valeurs affectées à ces objets., modifiables ou non selon les cas. Pour la plupart, les cases situées à droite du nom d’un élément complexe (contenant des sous-éléments) sont vides et ne peuvent faire l’objet d’aucune saisie. Certaines d’entre elles contiennent cependant le résultat d’un choix modifiable soit avec l’action ‘’choisir’’ du menu contextuel de l’élément dans l’arbre, soit par saisie directe dans la case (rang de l’option choisie, ou bien 0 ou 1 dans le cas d’un booléen).

Format données en colonnes

Le format ’données en colonnes’’ présente des valeurs organisées sous forme de colonnes avec un en-tête placé dans la première case en haut de chacune. Ce type d’affichage est disponible pour des tableaux à simple entrée, qui décrivent l’évolution de variables ou paramètres en fonction d’une unique variable ou paramètre, comme par exemple un barème de correspondance niveau-volume ou des séries chronologiques de débit. Il est également disponible pour les tableaux à double entrée, comme par exemple le rendement des turbines en fonction de la chute et du débit. L’en-tête de chaque colonne contient le nom de la variable ou du paramètre dont les valeurs figurent dans les cases situées en dessous. Selon la nature de l’élément sélectionné, ces valeurs sont modifiables ou non.

Sélection dans la vue

Dans une vue en tableau, la sélection d’une case se fait par clic gauche. Le maintien du clic permet de sélectionner un pavé de cases par balayage de celui-ci. Le clic droit (éventuellement avec balayage) entraîne simultanément la sélection de la case pointée (resp. du pavé de cases balayé) et l’ouverture d’un menu contextuel.

Saisie dans une case de la vue

La saisie ou la modification d’une valeur dans une case modifiable se fait après un clic gauche sur la case. Après un simple clic, la saisie effectuée remplace la totalité du contenu de la case. Après un double clic, la saisie s’insère dans le contenu préalable de la case.

Dans une case ouverte en saisie par simple clic, la touche d’échappement permet d’abandonner la saisie en cours pour rétablir la valeur préalable contenue dans la case, alors que dans une case ouverte par double clic elle valide la saisie en cours. La touche ‘’entrée’’ valide toujours la saisie en cours et sélectionne la case suivante. En cours de saisie sur une case, un clic sur une autre case sélectionne cette dernière après avoir validé la saisie en cours sur la précédente.

Lorsqu’une case modifiable dans la vue contient un booléen, il est possible de saisir ‘’oui’’ ou ‘’non’’ dans cette case, ou respectivement 1 et 0, ou respectivement ‘’o’’ ou ‘’n’’ qui ont le même effet.

Toute saisie non-conforme (valeur hors intervalle autorisé, format incorrect, lacune interdite, etc.) dans une case entraîne soit la mise en lacune de la case, soit la non modification de celle-ci.

Effet de la touche ‘’suppr’’

Selon le mode d’affichage en cours et l’élément sélectionné dans la vue, la frappe de la touche ‘’suppr’’ après simple clic gauche sur une case modifiable entraîne les effets suivants :

En format ‘’définition’’ : remplace le contenu de la case par une lacune
En format ‘’données en colonnes’’ :
- pour une chronique : remplace le contenu de la case par une lacune
- pour une variable y=f(x) : supprime une ligne
- pour une variable y=f(x,z) : supprime une colonne

Menus contextuels des cases de la vue

Le clic droit sur une case de la vue en tableau ouvre un menu contextuel proposant des actions sur la vue qui diffèrent selon l’élément sélectionné dans l’arbre. Parmi celles-ci, on peut citer :

Voir l’objet sélectionné : équivaut à sélectionner dans l’arbre l’objet équivalent à la case en cours de sélection dans la vue. La vue n’affiche plus alors que le contenu de cet objet.
Copier : copie dans le presse-papiers de windows le contenu de la (ou des) case(s) sélectionnée(s) dans la vue.
Coller : colle dans le pavé de cases marqué en haut à gauche par la case en cours de sélection dans la vue, le contenu du presse-papiers de Windows.
Tout sélectionner : sélectionne l’ensemble de la vue
Mettre à jour : actualise l’affichage du tableau. Cette action peut être utilisée lorsqu’on soupçonne que l’affichage n’a pas pris en compte toutes les modifications éventuelles intervenues sur l’élément en cours de sélection.
Propriétés : sans intérêt pour l’utilisateur de Simulsen
Fermer l’onglet : permet de fermer la fenêtre en cours de visualisation
Insérer une colonne de données : permet d’insérer une colonne de données avant la case en cours de sélection dans la vue (tableaux à double entrée)
Insérer une colonne de données après : permet d’insérer une colonne de données après la case en cours de sélection dans la vue (tableaux à double entrée)
Supprimer des colonnes de données : permet de supprimer les colonnes de données des cases en cours de sélection dans la vue (tableaux à double entrée)
Insérer des ligne de données : permet d’insérer un nombre quelconque de lignes de données avant la case en cours de sélection dans la vue (tableaux à simple ou double entrée)
Insérer des lignes de données après : permet d’insérer un nombre quelconque de lignes de données après la case en cours de sélection dans la vue (tableaux à simple ou double entrée)
Insérer une ligne de données : permet d’insérer une ligne de données avant la case en cours de sélection dans la vue (tableaux à simple ou double entrée)
Supprimer des lignes de données : permet de supprimer la ligne de données de la case en cours de sélection dans la vue (tableaux à simple ou double entrée)
Effacer toutes les données : efface toutes les données contenues dans l’élément sélectionné

D’une façon générale, la modification du nombre de lignes ou de colonnes d’un tableau à simple ou double entrée ne peut être effectuée que dans le format d’affichage ‘’données en colonnes’’, à l’aide des actions d’insertion ou de suppression proposées dans le menu contextuel.

3.2.2.2 - Mode Texte

Ce mode d’affichage est surtout utile pour les éléments suivants dont le contenu ne peut être affiché en mode tableau :

‘’description’’ sous chaque résultat de ‘’simulation chronologique’’
‘’description’’ sous chaque résultat de ‘’calcul de niveau extrême d’exploitation’’
sous élément de ‘’dernier résultat ….’’ sous ‘’calculs ponctuels de productible….’’

Pour la quasi-totalité des autres éléments de Simulsen, ce mode est soit inopérant soit sans intérêt.

Les actions proposées dans le menu contextuel accessible par clic droit dans un affichage en mode texte sont ‘’copier’’, ‘’tout sélectionner’’, ‘’rechercher du texte’’ et ‘’mettre à jour’’. L’action ‘’rechercher du texte’’ est sans intérêt pour les utilisateurs de Simulsen, les autres sont décrites au paragraphe 3 .2 .2.1 concernant le mode tableau.

3.2.2.3 – Mode Graphique

Un élément sélectionné individuellement dans l’arbre n’est éditable dans le mode graphique que si son contenu décrit l’évolution d’un certain nombre de variables ou paramètres en fonction d’une variable ou d’un paramètre, comme par exemple : barème de correspondance niveau-volume (paramètres de réservoir) ; série chronologique de débit (environnement temporel) ; hydrogrammes annuels (scénarios de besoins), limnigrammes mininimaux ou maximaux annuels (consignes de niveaux limites à respecter dans la retenue). Par défaut, chaque couple (x,y) est représenté par un point en mode graphique, un tracé continu reliant entre eux les points qui ne sont séparés par aucune lacune dans le tableau de données.

Il est possible d’utiliser le mode graphique pour une sélection multiple d’éléments de l’arbre, à condition que tous les éléments sélectionnés soient éditables individuellement dans ce mode. Le graphique obtenu n’a cependant d’intérêt que si les marges de variation des différents éléments sont du même ordre de grandeur pour tous ces éléments, à la fois pour les abscisses et pour les ordonnées.

Le logiciel propose quelques possibilités de manipulations sur les graphiques affichés :

effectuer un zoom en balayant la zone souhaitée par clic gauche et en maintenant simultanément la touche Maj du clavier enfoncée ;

obtenir une vue générale du graphique, après un zoom, par action de la touche R du clavier ;
modifier une valeur avec le bouton gauche de la souris et la touche Ctrl du clavier enfoncés ; lorsque la valeur est modifiable, la modification de la définition est dynamique
modifier des propriétés du graphique par l'action du bouton droit de la souris . Il est possible en décochant ‘’visualisation des symboles’’ de faire disparaître les points associés aux couples (x,y), le graphe se présentant alors comme un tracé continu entre les points non séparés par des lacunes . Il est également possible (‘’propriétés’’) de modifier des couleurs , titres, symboles, échelles etc…

3.2.3 - Boutons de la barre d’outils

Les différents boutons proposés sur la deuxième ligne de l’écran de Simulsen sont listés ci-dessous, dans l’ordre de leur position de gauche à droite.

Sauvegarder les données dans le fichier courant : l’ensemble des modifications effectuées sur les différents éléments du logiciel depuis son lancement ou depuis la dernière sauvegarde est répercuté sur les fichiers de paramètres et de données
Elément précédent dans l’historique des sélections. : permet de sélectionner l’élément qui était sélectionné avant l’élément en cours de sélection.
Elément suivant dans l’historique des sélections : action inverse de l’action précédente.
Mettre à jour l’affichage de la vue : actualise l’affichage de la vue courante. Cette action peut être utilisée lorsqu’on soupçonne que l’affichage n’a pas pris en compte toutes les modifications éventuelles intervenues sur l’élément en cours de sélection
Simuler la sélection : permet de lancer un des trois types de calcul proposés par le logiciel, précédé par une mise à jour automatique de ses fichiers de paramètres et données à partir des valeurs chargées en mémoire et par une recherche automatique des incohérences éventuelles de ces paramètres. Ce bouton n’est accessible que si la sélection (simple) dans l’arbre porte sur l’un des trois éléments suivants : ‘’simulation chronologique’’ ; ‘’calcul de niveau extrême d’exploitation’’ ; ‘’calculs ponctuels de productible énergétique ou de capacité d’évacuation’’.
Couper les données sélectionnées : Copie les données dans le presse papier de windows tout en les supprimant de l'emplacement d'origine au moment du collage. Cette action n’opère que pour certains éléments sélectionnés dans l’arbre et certaines données sélectionnées sur la vue.
Copier les données sélectionnées : copie l’objet sélectionné (dans l’arbre ou dans la vue) dans le presse-papiers de Windows.
Coller les données sélectionnées dans la sélection : colle le contenu du presse-papiers dans l’objet sélectionné, qui peut être un élément de l’arbre ou une case de la vue en format tableau. Cette action n’opère que si le contenu du presse-papiers est compatible avec l’objet sélectionné.
Visualiser l’élément dans un nouvel onglet : le contenu de l’élément en cours de sélection dans l’arbre s’affiche dans une nouvelle fenêtre de la vue.
Fermer l’onglet actif : la fenêtre en cours de visualisation se ferme. Cette action n’est proposée que si le nombre de fenêtres ouvertes dans la vue est au moins égale à deux.
Descriptions : sans intérêt pour l’utilisateur de Simulsen
Définition : entraîne l’affichage en format standard du contenu de la sélection pour une édition en mode ‘’Tableau’’.
Données par colonnes : entraîne l’affichage en format colonne du contenu de la sélection pour une édition en mode ‘’Tableau’’. Ce format n’est accessible que pour certains types de sélections.
Incohérences : teste la cohérence du contenu de l’élément sélectionné dans l’arbre. Ces tests correspondent à ceux que la version DOS du logiciel effectue soit directement au niveau des grilles de saisie des paramètres, soit au lancement des procédures de calcul. Suite à cette action, qui peut pour certains éléments s’accompagner d’éventuelles corrections automatiques, la vue affiche soit ‘’aucune incohérence’’ si le contenu de l’élément est correct, soit la teneur des problèmes rencontrés s’il y en a. Simultanément, l’ensemble des modifications effectuées sur les différents éléments du logiciel depuis son lancement est répercuté sur les fichiers de paramètres et de données. Tout élément de l’arbre permettant de lancer un calcul (‘’simulation chronologique’’, ‘’calcul de niveau extrême d’exploitation’’ et ‘’calcul ponctuel de productible énergétique’’) doit avoir un contenu exempt de toute incohérence pour que le calcul correspondant puisse être effectué. A chaque fois que l’utilisateur demande un calcul, une recherche préalable des incohérences est donc lancée automatiquement par le logiciel.
Résultats : Lorsque l’élément ‘’simulation chronologique’’ ou ‘’calcul de niveau extrême d’exploitation’’ est sélectionné dans l’arbre, ce bouton provoque la sélection et l’affichage de l’élément ’description’’ du dernier résultat correspondant. Lorsque l’élément ‘’calcul ponctuel de productible ou de capacité d’évacuation’’ est sélectionné, il provoque la sélection et l’affichage du tableau des derniers résultats correspondant. Enfin, quand un élément de type série chronologique est sélectionné dans l’arbre, l’appel de ‘’résultats’’ propose divers traitements statistiques pouvant être effectués sur cette chronique. Ces traitements qui sont décrits au $ 3.2.3.1 et qui génèrent des éléments placés sous un élément ‘’résultats’’ lui-même placé dans l’arbre sous l’élément sélectionné, peuvent être appliqués sur des éléments des types suivants :
Elément placé sous ‘’chroniques de débits observés’’
Eléments placés sous ‘’chroniques…’’ sous ‘’résultats de simulation chronologique’’
Elément placé sous ‘’chronique : niveau’’ sous ‘’résultats de calcul de niveau extrême d’exploitation’’
Eléments placés sous ‘’statistiques…’’ sous ‘’résultats de calcul de niveau extrême d’exploitation’’
Elément ‘’évaporation’’ placé sous ‘’ données topographiques’’ sous ‘réservoirs’’
Scénarios d’objectifs de type autre que irrigation, placés dans ‘’réservoirs’’
Elements placés sous ‘’consignes de niveau minimal (ou maximal) sous ‘’consignes de niveaux limites à respecter dans la retenue’’
Eléments eux-mêmes créés par le bouton ‘’résultats’’ et placés dans l’arbre sous un élément ‘’résultats’’ (possibilité de calculs en chaîne).

3.2.3.1 – Traitements statistiques proposés par le bouton ‘’résultats’’

Pour pouvoir effectuer un traitement statistique sur une série chronologique, il faut d’abord faire apparaître la liste des traitements possibles, ce qui peut se faire des deux façons suivantes :

Sélectionner dans l’arbre l’élément à traiter puis cliquer sur le bouton ‘’résultats’’
Sélectionner s’il existe un élément ‘’résultats’’ déjà généré et situé sous l’élément à traiter

Il faut ensuite faire un clic droit sur le type de calcul que l’on désire effectuer, puis sélectionner l’action ‘’voir l’objet sélectionné’’ dans le menu contextuel qui s’affiche. Les résultats du calcul s’affichent alors sur la vue, associés à un élément placé simultanément dans l’arbre sous ‘’résultats’’ , lui-même placé sous l’élément analysé. Tant qu’il ne sont pas supprimés par l’utilisateur et tant que le logiciel n’est pas fermé, ces divers résultats bstatistiques peuvent être rappelés à l’affichage en sélectionnant l’élément correspondant dans l’arbre.

Les calculs proposés sont les suivants :

Chroniques des moyennes décadaires : Pour chaque mois d’une chronique journalière, les moyennes sont calculées à partir des valeurs non lacunaires pour les trois périodes allant du 1er au 10, du 11 au 20 et du 21 à la fin du mois. Le nombre de valeurs journalières lacunaires est en outre indiqué pour chacune de ces périodes. L’affichage en format ‘’définition’’ donne pour chaque année trois lignes de 12 moyennes décadaires et trois lignes de nombres de lacunes journalières. Ces résultats peuvent être affichés en format ‘’données en colonnes’’
Chroniques des moyennes mensuelles : Pour chaque mois d’une chronique journalière, une moyenne est calculée à partir des valeurs non lacunaires. Le nombre de valeurs journalières lacunaires est en outre indiqué pour chacune de ces périodes. L’affichage en format ‘’définition’’ donne pour chaque année une ligne de 12 moyennes mensuelles et une ligne de nombres de lacunes journalières. Ces résultats peuvent être affichés en format ‘’données en colonnes’’
Chroniques des moyennes annuelles : Pour chaque année d’une chronique journalière, une moyenne est calculée à partir des valeurs non lacunaires. Le nombre de valeurs journalières lacunaires est en outre indiqué pour chaque année. L’affichage des résultats donne pour chaque année une moyenne annuelle et le nombre de lacunes journalières.
Moyennes journalières sur toutes les années : pour chacun des 365 jours de l’année, une moyenne est calculée à partir des valeurs non lacunaires de ce jour sur toutes les années d’une chronique journalière. L’affichage en format ‘’définition’’ donne un tableau de 31 lignes et 12 colonnes de valeurs moyennes. En plus de ces moyennes, l’affichage en format ‘’données en colonnes’’ indique le nombre de lacunes journalières rencontrées sur la période pour chacun des 365 jours de l’année.
Moyennes décadaires sur toutes les années : pour chacune des 36 décades de l’année, une moyenne est calculée à partir des valeurs journalières non lacunaires de ces décades sur toutes les années d’une chronique journalière. L’affichage en format ‘’définition’’ donne un tableau de 3 lignes de 12 moyennes décadaires et 3 lignes de nombres de lacunes journalières. Ces résultats peuvent être affichés en format ‘’données en colonnes’’ .
Moyennes mensuelles sur toutes les années : pour chacun des 12 mois de l’année, une moyenne est calculée à partir des valeurs journalières non lacunaires de ces mois sur toutes les années d’une chronique journalière. L’affichage en format ‘’définition’’ affiche une ligne de 12 moyennes mensuelles et 1 ligne de nombres de lacunes journalières. Ces résultats peuvent être affichés en format ‘’données en colonnes’’ .
Moyenne annuelle sur toutes les années : une valeur moyenne est calculée à partir des valeurs journalières non lacunaires d’une chronique journalière. Cette moyenne est affichée avec le nombre de valeurs journalières lacunaires relevé dans la chronique.
Chroniques iso-fréquence : A partir des valeurs non lacunaires la chronique originale analysée sur toute sa durée, cette procédure calcule 27 chroniques annuelles correspondant à des fréquences de non dépassement prédéfinies. Ces fréquences qui s’étalent de 99/100 à 1/99 en passant par 1/2, peuvent être modifiées dans la vue des résultats affichés en format ‘’données en colonnes’’. Le nombre de valeurs contenues dans chaque chronique annuelle iso-fréquence (365, 36 ou 12) dépend de la nature de la chronique originale (valeurs journalières, décadaires ou mensuelles). Selon la durée de la chronique originale analysée, les valeurs calculées pour certaines fréquences éloignées de 0,5 peuvent être fortement extrapolées. L’utilisateur devra en tenir compte dans son interprétation. Par exemple, des valeurs centennales calculées à partir d’une chronique de 10 ans seront forcément très peu fiables.
Fonctions de répartition : cette procédure classe par ordre croissant les valeurs non lacunaires de la chronique analysée sur toute sa durée. Elle attribue ensuite à chaque valeur une fréquence expérimentale de non dépassement égale à (j-0,5)/N, avec N le nombre total de valeurs non lacunaires et j le rang de la valeur.
Fonction de répartition utilisateur : cette procédure reproduit dans un premier temps les calculs effectués par la procédure précédente. A partir de la fonction de répartition expérimentale obtenue, elle détermine ensuite par interpolation linéaire les valeurs correspondant à 27 fréquences de non dépassement prédéfinies s’étalant de 99/100 à 1/99 en passant par 1/2. Ces fréquences peuvent être modifiées dans la vue affichant les résultats.
Caractéristiques annuelles de non dépassement sur N jours consécutifs : pour chaque année d’une chronique journalière, la procédure détermine la plus petite des valeurs ayant été non dépassée pendant N jours consécutifs. La valeur de N, égale à 7 par défaut, peut être modifiée dans la vue affichant les résultats. Le nombre de périodes de N jours ayant au moins une lacune journalière est également indiqué.
Caractéristiques annuelles de dépassement sur N jours consécutifs : pour chaque année d’une chronique journalière, la procédure détermine la plus grande des valeurs ayant été atteinte ou dépassée pendant N jours consécutifs. La valeur de N, égale à 7 par défaut, peut être modifiée dans la vue affichant les résultats. Le nombre de périodes de N jours ayant au moins une lacune journalière est également indiqué.
Caractéristiques annuelles de non dépassement sur N jours non consécutifs : pour chaque année d’une chronique journalière, la procédure indique la Nieme plus petite valeur de l’année ainsi que le nombre de lacunes journalières. La valeur de N, égale à 7 par défaut, peut être modifiée dans la vue affichant les résultats.
Caractéristiques annuelles de dépassement sur N jours non consécutifs : pour chaque année d’une chronique journalière, la procédure indique la Nieme plus grande valeur de l’année ainsi que le nombre de lacunes journalières. La valeur de N, égale à 7 par défaut, peut être modifiée dans la vue affichant les résultats.
Nombre annuel de jours de dépassement de seuil : pour chaque année d’une chronique journalière, la procédure indique le nombre de jours ou la valeur est supérieure ou égale à un seuil S qui peut être modifié dans la vue affichant les résultats. Elle indique également le nombre de lacunes journalières.
Nombre annuel de jours de non dépassement de seuil : pour chaque année d’une chronique journalière, la procédure indique le nombre de jours ou la valeur est inférieure ou égale à un seuil S qui peut être modifié dans la vue affichant les résultats. Elle indique également le nombre de lacunes journalières.

3.2.4 - Menus accessibles avec les titres de la première ligne

La plupart des actions proposées dans ces menus sont également accessibles par les boutons de la barre d’outils ou par les menus contextuels

3.2.4.1 - Fichier

Sauvegarder : l’ensemble des modifications effectuées sur les différents éléments du logiciel depuis son lancement ou depuis la dernière sauvegarde est répercuté sur les fichiers de paramètres et de données du répertoire C:\SIMULSEN
Quitter : permet de quitter le logiciel. Si des modifications ont été effectuées sur certains éléments de Simulsen depuis son lancement (ou depuis la dernière sauvegarde), le logiciel demande si l’on désire sauvegarder ces modifications. En cas de réponse positive, elles sont répercutées sur les fichiers de paramètres et données.

3.2.4.2 - Edition

Couper : même fonction que le bouton de même nom. Cette action est également proposée dans de nombreux menus contextuels.
Copier : même fonction que le bouton de même nom. Cette action est également proposée dans de nombreux menus contextuels.
Coller : même fonction que le bouton de même nom Cette action est également proposée dans de nombreux menus contextuels.
Tout sélectionner : Sélectionne l’ensemble de la vue. Cette action est également proposée dans certains menus contextuels.

3.2.4.3 - Outils

Les actions proposées ici, qui ne concernent que les éléments sélectionnés dans l’arbre et pas les sélections effectuées dans la vue, sont également proposées dans les menus contextuels des éléments concernés, et diffèrent en fonction de ceux-ci. Ces actions (supprimer, déplacer, ajouter, choisir, détacher, recharger le fichier) sont décrites dans le paragraphe 3.2.1 relatif à l’arbre des éléments.

3.2.4.4 – Vue

Les actions proposées ici sont toutes décrites dans le paragraphe 3.2.3 relatif aux boutons de la barre d’outils

3.3 - Elément : Environnement temporel

3.3.1 - Chroniques des données de base (débits observés)

Sous cet élément figurent des chroniques de débit journalier associées à des stations figurant dans au moins un des réseaux de stations décrits sous l’élément ‘’paramètres de Simulsen’’. Chaque chronique est définie sur une période caractérisée par une date de début et une date de fin, entre lesquelles il est possible de modifier les valeurs de débit journalier. En pratique, la mise à jour d’une chronique de données se fait dans la vue, soit par saisie directe de valeurs dans les cases, soit de préférence (en format ‘’données par colonnes’’) par l’action ‘’coller’’ d’une série de valeurs préalablement copiées dans un tableur ou une base de données externe. L’ajout d’une nouvelle chronique s’effectue avec l’action ‘’ajouter’’ proposée dans le menu contextuel de ‘’chroniques de débits observés’’. Elle peut aussi se faire par duplication d’une chronique existante, à l’aide de l’action ‘’dupliquer’’ proposé dans le menu contextuel de celle-ci.

En plus d’actions standard décrites plus haut, le menu contextuel des chroniques de débits observés propose les actions spécifiques suivantes :

Ajout d’années : permet d’étendre la période couverte par la chronique en ajoutant un certain nombre d’années au début ou à la fin. La période ajoutée est remplie de valeurs lacunaires que l’utilisateur peut ensuite remplacer par des valeurs par saisie ou par collage
Suppression d’années : opération inverse de la précédente, cette action permet d’écourter la période couverte par la chronique d’un certain nombre d’années au début ou la fin. Les données de la période supprimée sont alors perdues si une sauvegarde intervient avant ou au moment de la fermeture du logiciel
Créer une sous chronique : une sous chronique est placée sous l’élément ’’résultats’’ de a chronique originale. Elle reprend les valeurs de cette dernière sur une période définie par une date de début et une date de fin à préciser. La création de sous-chronique peut être utile pour effectuer par exemple certains traitements statistiques sur une partie de la période couverte par la chronique originale.
Interpolation : les valeurs lacunaires de la chronique sont remplacées par des valeurs reconstituées au choix par interpolation linéaire, par palier ou par méthode de Lagrange (cette dernière méthode ne peut être utilisée que si les lacunes sont peu nombreuses dans la chronique). Les lacunes situées en début ou fin de chronique sont également reconstituées par extrapolation par les mêmes méthodes
Associer à une station : cette procédure qui est activée automatiquement lors de la création de toute nouvelle chronique de débit observé, peut être activée à la demande pour une chronique existante. Elle permet d’associer la chronique à une des stations déjà paramétrée dans simulsen (paramètres simulsen – réseaux de stations). En pratique, les débits de la chronique seront sauvegardés dans un fichier nommé en fonction de la station associée.
Définir la période : permet de modifier la date de début et la date de fin de la chronique. La nouvelle chronique obtenue prend les valeurs de débit de la chronique originale sur leur période commune et se trouve éventuellement remplie de lacunes en dehors de celle-ci.

3.3.2 - Résultats des simulations

3.3.2.1 - Résultats de simulations chronologiques

A chaque fois qu’une simulation chronologique est effectuée, un nouvel élément de résultats dont le contenu est non modifiable, est ajouté dans cette rubrique. Chaque élément de résultats est caractérisé par un rang et un titre non modifiables qui lui sont définitivement associés. La suppression instantanée et définitive d’un élément de résultats à l’aide de l’action ‘’supprimer’’ proposée dans son menu contextuel n’entraîne donc aucune modification des rangs des éléments subsistant dans la rubrique.

Chaque élément de résultat contient deux éléments : ‘’description’’ et ‘’chroniques’’. Un troisième élément (‘’chroniques de cultures de décrue’’) est également présent lorsque les conditions décrites au paragraphe 2.4.10 de la notice de version DOS sont vérifiées par la simulation génératrice du résultat. L’élément ‘’description’’, dont le contenu s’affiche en format texte dans la vue, donne le détail de tous les paramètres retenus pour la simulation concernée. Il correspond à l’édition du compte-rendu de simulation proposé dans la version DOS de Simulsen. Un clic gauche sur l’élément ‘’chroniques’’ entraîne l’affichage à sa gauche du signe + dans l’arbre, qui permet d’accéder aux chroniques journalières créées par la simulation pour les différentes variables concernées. L’élément ‘’chronique de cultures de décrue’’ contient quant à lui la chronique annuelle de superficies de cultures de décrue et les dates des corps de crue associés à ces superficies.

Comme toutes les chroniques, celles que contiennent les résultats de simulations chronologiques permettent l’extraction de sous-chroniques (menu contextuel) et peuvent être analysées par les procédures statistiques accessibles avec le bouton ‘’résultats’’.

3.3.2.2 - Résultats de calculs de niveaux extrêmes d’exploitation

A chaque fois qu’un calcul de niveau extrême d’exploitation est effectué, un nouvel élément de résultats dont le contenu est non modifiable, est ajouté dans cette rubrique. Chaque élément de résultats est caractérisé par un rang et par un titre non modifiable qui lui est définitivement associé. La suppression instantanée et définitive d’un élément de résultats à l’aide de l’action ‘’supprimer’’ proposée dans son menu contextuel entraîne une réorganisation des rangs des éléments subsistant dans la rubrique.

Chaque élément de résultat contient trois éléments : ‘’description’’, ‘’chronique’’ et ‘’statistique’’. L’élément ‘’description’’, dont le contenu s’affiche en format texte dans la vue, donne le détail de tous les paramètres retenus pour le calcul concerné, ainsi que quelques statistiques sur les résultats obtenus. . Un clic gauche sur l’élément ‘’chronique’’ entraîne l’affichage à sa gauche du signe + dans l’arbre, qui permet d’accéder à la chronique de niveau extrême dans la retenue créée par le calcul. Un clic gauche sur l’élément ‘’statistiques’’ permet de la même façon d’accéder aux limnigrammes isofréquence annuels déduits de cette chronique pour divers temps de retour.

Le menu contextuel de chaque limnigramme isofréquence propose l’action ‘’copier vers’’, qui permet d’ajouter ce limnigramme annuel dans la liste des consignes de niveau minimal ou maximal (au choix de l’utilisateur) à respecter dans le réservoir.

Les chroniques de niveau extrême ainsi que les limnigrammes isofréquence associés permettent l’extraction de sous-chroniques (menu contextuel) et peuvent être analysées par les procédures statistiques accessibles avec le bouton ‘’résultats’’.

3.4 - Element : Simulations

Au démarrage du logiciel, chaque élément associé à un type de calcul ((‘’simulation chronologique’’ ; ‘’calcul de niveau extrême d’exploitation’ ; ‘’calculs ponctuels de productible énergétique ou de capacité d’exploitation’’) est paramétré conformément à la dernière sauvegarde intervenue. La sauvegarde des paramètres se fait de façon automatique lorsqu’un calcul est lancé. Elle peut également être faite à tout moment à l’aide de l’action ‘’sauvegarder’’ du menu fichier, ainsi qu’à la fermeture du logiciel par confirmation de la sauvegarde proposée.

Avant de lancer un des trois types de calcul proposés par Simulsen, il est nécessaire de paramétrer l’élément associé, qui se trouve dans la rubrique ‘’simulations’’. Pour lancer le calcul, il suffit ensuite de sélectionner cet élément puis d’actionner le bouton ‘’simuler la sélection’’ représentant un robinet dans la barre d’outils.

Dans le cas où des incohérences sont détectées par le logiciel au niveau des paramètres retenus pour le calcul, celui-ci avorte et la vue signale les incohérences relevées. Sinon, après un déroulement normal du calcul, les résultats de simulation chronologique ou de calcul de niveau extrême d’exploitation s’ajoutent à la liste des résultats déjà enregistrés, alors que ceux du calcul ponctuel de productible ou de capacité d’évacuation remplacent ceux du calcul précédent. Le logiciel sélectionne ensuite automatiquement un élément dépendant des résultats obtenus (‘’description’’ pour les deux premiers types de calcul ou tableau des résultats pour le troisième) et en affiche le contenu dans la vue.

Les trois paragraphes suivants décrivent essentiellement les spécificités de l’interface liées au réglage des paramètres de calcul. D’une façon générale, toute modification de paramètre est effectuée par saisie directe dans la vue, sauf pour certains choix d’options qui doivent être effectués avec l’action ‘’choisir’’ proposée dans les menus contextuels associés ou le menu ‘’outils’’.

3.4.1 – Simulation chronologique

3.4.1.1 – Titre, réservoir, réseau de station

Le titre de la simulation peut être modifié directement dans l’arbre après un double clic gauche sur l’élément de calcul.

Le choix des jeux de paramètres de réservoir et de réseau de stations à utiliser doit être effectué avec l’action ‘’choisir’’ des menus contextuels de ces éléments, qui propose la liste des jeux de paramètres existants.

Les conditions aux limites doivent être saisies directement dans la vue, sauf pour ‘’choix de débit lâché min ou max compatible avec les lâchures’’ et ‘’ option de niveau de plan d’eau imposé à date fixe’’ qui sont modifiables avec l’action ‘’choisir’’ de leurs menus contextuels.

3.4.1.2 – Consignes

3.4.1.2.1 – Ajout, suppression ou déplacement de consigne

Le signe + placé à gauche de l’élément ‘’consignes’’ permet d’afficher dans l’arbre la liste des consignes prises en compte, par ordre de priorité décroissante. Il est possible d’ajouter une consigne à cette liste avec l’action ‘’ajouter’’ proposée dans le menu contextuel de ‘’consignes’’ ou dans le menu ‘’outils’’. L’utilisateur doit alors choisir la consigne à ajouter dans la liste qui lui est proposée.

La suppression d’une consigne de la liste s’effectue avec l’action ‘’supprimer’’ proposée dans son menu contextuel ou dans le menu ‘’outils’’.

Pour modifier la place d’une consigne dans la liste, et donc son rang de priorité, il suffit d’utiliser l’action ‘’déplacer’’ proposée dans son menu contextuel.

3.4.1.2.1 – Modification des paramètres des consignes

Les paramètres de consigne qui appellent une valeur numérique peuvent être modifiés sans difficulté par saisie directe dans la vue et on n’en dira donc pas plus à leur sujet.

Les paramètres qui appellent un choix parmi une liste peuvent selon leur nature être modifiés soit par saisie de ‘’oui’’ ou ‘’non’’ ou d’un rang dans la vue, soit par l’action ‘’choisir’’ de leurs menus contextuels, soit par ces deux moyens. Ils sont détaillés ci-dessous pour les différentes consignes concernées.

‘’Niveau de retenue inférieur à une cote maximale fixe’’ : le choix de la cote maximale fixe doit être fait à l’aide de l’action ‘’choisir’’ du menu contextuel de cet élément, entre ‘’cote maximale de sécurité du barrage’’ et ‘’autre cote maximale’’.
‘’Débit supérieur à une valeur minimale fixe (débit sanitaire)’’ : le choix de l’option de ‘’débit réservé à une station située à l’aval du barrage’’ doit être fait avec l’action ‘’choisir’’ du menu contextuel de cet élément. En cas de choix positif, la station où est défini l’objectif peut être précisée dans la vue (saisie du rang parmi les stations situées à l’aval du barrage) ou dans le menu contextuel de cet élément avec l’action ‘’choisir’’. L’option de ‘’réduction du débit réservé à l’aval en cas de stock faible’’ doit être précisée à l’aide de l’action ‘’choisir’’ de son menu contextuel. Par contre l’option ‘’occultation des consignes de priorité inférieure’’, sans élément dépendant, doit être précisée par saisie de ‘’oui’’ ou ‘’non’’ dans la vue.
‘’Débit inférieur à Qmax (laminage)’’ : la ‘’station où l’objectif de débit est défini’’ peut être précisée dans la vue (saisie du rang parmi les stations situées à l’aval du barrage) ou dans le menu contextuel de cet élément avec l’action ‘’choisir’’. Noter que le rang nul correspond à l’aval immédiat du barrage.
‘’Niveau de retenue inférieur (resp. supérieur) à une valeur maximale (resp. minimale) variable’’ : le ‘’choix du limnigramme de niveau maximal (resp. minimal)’’ peut être effectué dans la vue (saisie du rang parmi la liste des limnigrammes limites proposés) ou dans le menu contextuel de cet élément avec l’action ‘’choisir’’.
‘’Débit supérieur à un objectif minimal variable (besoins sommables)’’ : pour chaque catégorie de besoin considéré, le ‘’scénario’’ peut être précisé dans la vue (par saisie du rang parmi la liste des scénarios existants) ou dans le menu contextuel de cet élément avec l’action ‘’choisir’’. Pour ne pas prendre en compte une catégorie de besoin sommable (ce qui équivaut à choisir un scénario de débit nul pour cette catégorie), il suffit d’utiliser l’action ‘’détacher’’ proposée dans son menu contextuel. La ‘’station où l’objectif de débit est défini’’ peut être précisée dans la vue (saisie du rang parmi les stations situées à l’aval du barrage) ou dans le menu contextuel de cet élément avec l’action ‘’choisir’’. La saisie d’un rang nul revient à situer cette station à l’aval immédiat du barrage.
‘’Débit supérieur à un objectif minimal variable (besoins non sommables)’’ : mêmes commentaires que pour la consigne précédente. En plus, l’option ‘’possibilité d’occulter la consigne’’ doit être précisée’’ à l’aide de l’action ‘’choisir’’ de son menu contextuel. En cas de choix positif, l’élément ‘’procédure suivie en cas d’occultation’’ doit lui aussi être précisé de la même façon.
‘’Puissance supérieure à une valeur minimale Pmin (hydroélectricité’’ : Les éléments suivants ne peuvent être précisés qu’à l’aide de l’action ‘’choisir’’ proposée dans leurs menus contextuels respectifs : ‘’option de restriction de période pour demande du maximum productible’’ ; ‘’type d’objectif Pmin prédéfini’’ ; ‘’option quand l’objectif Pmin ne peut être atteint’’ ; ‘’option sur limite Qmax de débit lâché’’ ; ‘’choix de limite Qmax supplémentaire pour l’étiage’’. Si l’option de ‘’restriction de période pour la demande du maximum productible’’ a été retenue, alors, il faut préciser l’option de ‘’turbinage maximal systématique en cas de déversement’’ par saisie directe de ‘’oui’’ ou ‘’non’’ dans la vue. Si un objectif de Pmin prédéfini variable a été retenu, alors il faut préciser le ‘’scénario de puissance Pmin’’ soit par saisie directe de son rang dans la vue, soit à l’aide de l’action ‘’choisir’’ proposée dans son menu contextuel.

3.4.2 - Calcul de niveau extrême d’exploitation

Les modifications du titre du calcul et des choix de jeux de paramètres de réservoir et de réseau de stations s’effectuent de la même façon que pour les simulations chronologiques.

Le ‘’choix de l’objectif envisagé’’ s’effectue avec l’action ‘’choisir’’ du menu contextuel de cet élément. Si l’objectif inclut un objectif de puissance à produire, alors le calcul porte obligatoirement sur des niveaux minimaux d’exploitation compatibles avec cet objectif global. Sinon, l’utilisateur doit choisir entre ‘’cote limite minimum’’ et ‘’cote limite maximum’’ à l’aide de l’action ‘’choisir’’ du menu contextuel de l’élément ‘’calcul de cote envisagé’’.

Pour chaque nature d’objectif XXXX (niveau de retenue, débit lâché, puissance produite) faisant partie de l’objectif envisagé, l’arbre affiche un élément ‘’type d’objectif de XXXX’’ pour lequel on doit choisir entre ‘’constant’’ et ‘’variable’’ à l’aide de l’action ‘’choisir’’ de son menu contextuel.. Pour un objectif variable de niveau (resp. puissance), l’arbre affiche en outre un élément ‘’choix du limnigramme de niveau minimal (ou maximal)’’, (resp. ‘’scénario de puissance Pmin’’). Cet élément doit être précisé soit par saisie directe du rang de limnigramme ou de scénario dans la vue, soit avec l’action ‘’choisir’’ de son menu contextuel.

Lorsque le ‘’calcul de cote envisagé’’ est du type ‘’cote limite minimum’’ (resp. ‘’cote limite maximum’’), l’élément ‘’limite maximale de cote’’ (resp. ‘’limite minimale de cote’’), indépendant de l’objectif de niveau à respecter, correspond à une contrainte de niveau extrême admissible. L’élément ‘’limite minimale de cote’’ (resp. ‘’limite maximale de cote’’) correspond alors à l’objectif de niveau à respecter si celui-ci est constant, et reste inactivé dans le cas d’un objectif de niveau variable.

L’option de ‘’recalage annuel du niveau de plan d’eau au niveau initial’’ doit être précisée par saisie directe de ‘’oui’’ ou ‘’non’’ dans la vue.

Le ‘’choix des fréquences analysées doit enfin être fait à partir du menu contextuel de cet élément’’.

3.4.3 - Calculs ponctuels de productible énergétique ou de capacité de lâchure

Il n’y a pas lieu d’affecter un titre aux calculs de ce type, dont les résultats remplacent systématiquement ceux du calcul précédent. Par contre, le choix du jeu de paramètres de réservoir s’effectue comme pour les autres types de calcul.

Les éléments suivants doivent être précisés à l’aide de l’action ‘’choisir’’ de leurs menus contextuels : ‘’mode de traitement’’, ‘’choix des valeurs à tester’’ et, dans le cas d’un calcul de productible, ‘’choix des paramètres connus’’

3.5.1 – Réservoirs

Cet élément peut contenir un nombre quelconque de jeux de paramètres dont chacun, assorti d’un titre modifiable après double clic gauche, décrit une configuration de barrage.

A l’aide des actions proposées dans son menu contextuel, chaque jeu de paramètres peut être déplacé, supprimé ou dupliqué dans la liste présente sous l’élément ‘’réservoir’’.

Chaque configuration de barrage est caractérisée par un ensemble figé de paramètres numériques organisés en valeurs simples et en tableaux à simple ou double entrée. Toute modification d’un jeu de paramètres s’effectue donc par saisie directe dans la vue.

Dans un tableau à simple entrée, la dimension de celui-ci peut être diminuée en supprimant un couple de valeurs à l’aide de l’action ‘’supprimer des lignes de données’’ proposée dans le menu contextuel des cases correspondantes. Cette dimension peut être augmentée à l’aide des actions d’insertion proposées dans ces mêmes menus contextuels.

Pour diminuer les dimensions d’un tableau à double entrée comme celui des coefficients de rendement en fonction du débit turbiné et de la chute nette, il suffit d’utiliser les actions ‘’supprimer des lignes de données’’ ou ‘’supprimer des colonnes de données’’ proposées dans le menu contextuel des cases correspondantes. Ces dimensions peuvent être augmentées à l’aide des actions d’insertion proposées dans ces mêmes menus contextuels.

Les actions permettant de modifier les dimensions d’un tableau à simple ou double entrée ne sont accessibles qu’à partir du format d’affichage ‘’données en colonnes’’.

3.5.2 – Scénarios

Chaque élément placé dans l’arbre sous scénario représente une catégorie d’objectifs de gestion concernant des débits ou des puissances à atteindre. Pour ajouter une nouvelle catégorie d’objectifs, il suffit d’utiliser l’action ‘’ajouter’’ proposée dans le menu contextuel de ‘’scénarios’’. On a alors le choix entre les quatre types suivants : irrigation ; demandes en eau (besoins non sommables) ; demandes en eau cumulables ; demande d’énergie. Une catégorie d’objectifs peut être supprimée à l’aide de l’action ‘’supprimer’’ de son menu contextuel. Enfin, un double clic gauche sur le titre d’une catégorie permet de modifier celui-ci.

Le développement de l’arbre à l’aide du signe + placé à gauche d’une catégorie d’objectif permet d’afficher la liste des scénarios qui la concernent. Chaque catégorie peut contenir un nombre quelconque de scénarios. L’ajout d’un scénario s’effectue avec l’action ‘’ajouter’’ du menu contextuel de la catégorie. Un scénario peut être supprimé à l’aide de l’action ‘’supprimer’’ de son menu contextuel. Enfin, un double clic gauche sur le titre d’un scénario permet de modifier celui-ci.

A l’aide des actions proposées dans son menu contextuel, chaque scénario d’objectif peut être déplacé, supprimé ou dupliqué dans la liste des scénarios de sa catégorie Il est même possible d’utiliser l’action ‘’copier’’ pour créer ensuite un nouveau scénario identique dans une autre catégorie, à l’aide de l’action coller du menu contextuel de celle-ci.

3.5.2.1 – Modification d’un scénario de type ‘’irrigation’’

Dans une catégorie de type ‘’irrigation’’, chaque scénario est décrit par un certain nombre de paramètres agronomiques concernant les superficies emblavées et les besoins en eau des différentes cultures.

Contrairement à la version Dos, la version Windows ne permet pas pour l’instant de modifier le nombre de zones prises en compte, qui reste figé à la valeur 5. Les cinq zones figurant dans l’arbre sous l’élément ‘’zones’’, dont les noms sont modifiables après double clic gauche, contiennent les fractions de superficie totale correspondantes. Pour prendre en compte un nombre de zones inférieur à cinq, il suffit d’annuler la fraction de superficie totale de certaines d’entre elles.

L’élément ‘’cultures’’ peut contenir entre un et huit types de cultures. L’ajout d’un type de culture se fait grâce à l’action ‘’ajouter’’ du menu contextuel de ‘’cultures’’. La suppression d’un type de culture se fait grâce à l’action supprimer de son menu contextuel. Le nom d’un type de culture peut enfin être modifié après double clic gauche.

3.5.2.2 – Modification d’un scénario d’une catégorie de type autre que ‘’irrigation’’

Pour les catégories de types autres que ‘’irrigation’’, chaque scénario est décrit par une variation annuelle de valeurs de débit ou de puissance. Cette variation est représentée par un certain nombre de points pivots saisis par l’utilisateur, qui sont caractérisés par une date et une valeur. Le nombre de points pivots peut être diminué ou augmenté à l’aide des actions proposées dans le menu contextuel des cases de la vue, affichée en format ‘’données en colonnes’’.

Un tri automatique effectué par le logiciel permet d’assurer que les points pivots de tout scénario sont stockés dans l’ordre chronologique dans le fichier concerné. Ce tri précède la sauvegarde des modifications qui est faite à la demande de l’utilisateur ou de façon automatique au début d’un calcul ou d’une recherche d’incohérences. Il précède également l’action ‘’interpolation’’ proposée dans le menu contextuel du scénario dans l’arbre. Cette interpolation permet de faire un calcul automatique des valeurs entre les points pivots par diverses méthodes, afin de compléter le tableau annuel des 365 valeurs caractérisant le scénario. Elle est facultative, du fait que les procédures de calcul utilisant des scénarios d’objectifs complètent elles-mêmes ces derniers si nécessaire, par interpolation linéaire.

3.5.3 – Réseaux

Cet élément peut contenir un nombre quelconque de jeux de paramètres dont chacun, assorti d’un titre modifiable après double clic gauche, décrit une configuration de réseau de stations.

A l’aide des actions proposées dans son menu contextuel, chaque réseau de stations peut être déplacé, supprimé ou dupliqué dans la liste présente dans l’arbre sous l’élément ‘’réseaux’’.

Pour ajouter une station dans un réseau, il suffit d’utiliser l’action ‘’ajouter’’ du menu contextuel de celui-ci. A l’inverse, une station peut être supprimée d’un réseau à l’aide de l’action supprimer’’ proposée dans son menu contextuel.

Pour pouvoir être utilisé dans les calculs, un réseau de stations doit contenir des stations classées par ordre de numéros décroissants. Les paramètres de ces stations doivent en outre respecter les règles énoncées dans la notice de la version DOS (voir & 2.2.3)

Le menu contextuel de l’élément ‘’modèle de propagation’’ propose toujours le choix entre un modèle à un ou deux prévisieurs. Lorsque l’une de ces deux options est retenue, il propose également l’action ‘’détacher’’ qui revient à ne sélectionner aucun modèle de propagation pour la station.

3.5.4 – Consignes de niveaux limites à respecter dans la retenue

L’élément ‘’consignes de niveau minimal (resp. maximal)’’ peut contenir un nombre quelconque de limnigrammes annuels de niveau minimal (resp. maximal), dont les noms peuvent être modifiés après double clic gauche. Chacun de ces limnigrammes annuels peut être supprimé, déplacé ou dupliqué dans la liste à l’aide des actions proposées dans son menu contextuel.

Pour pouvoir être utilisé en tant que consigne dans une simulation chronologique, un limnigramme annuel de niveau minimal (resp. maximal) doit comporter 365 points sans lacune, classés par ordre chronologique sur les 365 jours de l’année. Lors de la sauvegarde des paramètres (à la fermeture du logiciel ou avec l’action ‘’sauvegarder’’ du menu ‘’fichiers’’) et lors de la recherche des incohérences (à l’aide du bouton correspondant ou de façon automatique au lancement d’un calcul), tout limnigramme non conforme est mis automatiquement en conformité par le logiciel, par mise en ordre chronologique de ses points et reconstitution des points lacunaires par interpolation linéaire. Cette mise en conformité peut également être déclenchée à partir de l’action ‘’interpolation’’ proposée dans le menu contextuel du limnigramme.

L’ajout d’un nouveau limnigramme annuel de niveau minimal (resp. maximal) s’effectue à l’aide des actions ‘’ajouter’’ ou ‘’ajouter depuis’’ proposées dans le menu contextuel de ‘’consignes de niveau minimal (resp. maximal)’’ :

L’action ‘’ajouter’’ permet d’ajouter dans la liste un limnigramme élémentaire composé de deux points pivots. L’utilisateur peut ensuite en modifier le titre et faire dans la vue les saisies ou modifications nécessaires sur les ponts pivots affichés, dont le nombre peut être modifié à l’aide des actions proposées dans le menu contextuel de la vue (format ‘’données en colonnes’’).
L’action ‘’ajouter depuis’’ permet d’ajouter dans la liste un limnigramme de 365 valeurs établi à partir de résultats de calcul de niveau extrême d’exploitation. Dans la boîte de dialogue qui s’ouvre alors, il faut commencer par sélectionner par double clic gauche, parmi les résultats de calcul de niveau extrême d’exploitation stockés, ceux que l’on désire utiliser. Après quoi, il faut de nouveau double cliquer sur ‘’statistiques’’ pour faire apparaître la liste des temps de retour pour lesquels des limnigrammes annuels d’iso-fréquence sont disponibles pour les résultats retenus. Il suffit enfin de sélectionner par double clic le temps de retour désiré.

Simulsen - Objectifs

Simulsen - Objectifs - Interface graphique

But du logiciel et principes de la gestion simulée

Le logiciel SIMULSEN est principalement destiné à simuler la gestion opérationnelle d'un barrage à objectifs multiples sur une longue période, par un calcul effectué au pas de temps journalier. Il permet d'évaluer la satisfaction de ces objectifs, en fonction des apports en eau et des consignes de gestion envisagées. Accessoirement, il permet de définir certaines consignes de maintien de stock ou de revanche dans la retenue.

Ce logiciel a été développé spécialement pour le cas du barrage de Manantali, qui est implanté au Mali sur la rivière Bafing, affluent du fleuve Sénégal. Il peut néanmoins être utilisé pour tout barrage dont les objectifs sont parmi les suivants :

Production d'énergie électrique.
Soutien des étiages ou des faibles crues à la sortie du barrage ou au niveau d'une station située à l'aval, pour différents usages : irrigation, alimentation en eau potable, cultures de décrue, navigation…
Laminage des fortes crues, à la sortie de l'ouvrage ou à une station située à l'aval.
Niveaux extrêmes à atteindre ou ne pas dépasser par le plan d'eau dans le réservoir.

Les simulations effectuées par SIMULSEN consistent à calculer chaque jour le débit lâché du barrage, en tenant compte des éléments suivants :

contraintes de gestion imposées par les caractéristiques physiques de l'ouvrage ;
consignes de sécurité visant à protéger l'ouvrage ;
consignes de gestion associées aux objectifs de l'ouvrage.

En fonction de la situation hydrologique, ces contraintes et consignes imposent chacune une limite minimale ou maximale sur le débit total pouvant être lâché du barrage. Prises en compte par ordre de priorité décroissante, ces limites sont alors combinées pour en déduire le débit total à lâcher du barrage.

Les types de contraintes et de consignes pouvant être simulées par le logiciel sont détaillés ci-dessous, avec référence au cas du barrage de Manantali. Le principe de calcul du débit à lâcher est également résumé.

Débit lâché conforme aux capacités extrêmes d'évacuation de l'ouvrage

Les caractéristiques physiques de l'ouvrage permettent de déterminer le débit lâché d'un barrage lorsque ses organes d'évacuation sont ouverts au maximum. Ceci constitue pour le débit total lâché, une limite maximale croissante en fonction de la cote du plan d'eau amont.

Quand le niveau de plan d'eau dans la retenue dépasse le seuil de déversement du barrage (208,05 m à Manantali), ces mêmes caractéristiques imposent un certain déversement par les vannes de surface. Ceci constitue pour le débit total lâché, une limite minimale croissante en fonction de la cote du plan d'eau amont.

Quels que soient le mode de gestion envisagé ou la situation hydrologique, le débit effectivement lâché du barrage est à tout moment compris entre ces limites minimales et maximales croissantes en fonction du niveau de plan d'eau. Ces limites constituent des contraintes physiques de gestion.

Précaution contre la submersion des digues du barrage

Cette consigne impose de maintenir le débit lâché au dessus d'une limite minimale, pour éviter que le niveau du lac ne dépasse la cote maximale de sécurité (210,50 m à Manantali). Cette limite minimale de débit lâché, déterminée par bilan de volume, dépend de la cote du plan d'eau amont et du débit entrant dans la retenue.

D'une façon générale, le bilan de volume sur 24 heures s'exprime de la façon suivante :
V24 = V0 + (Qe - Qs -Qp) * T
avec :
V24 = volume retenu à 24 h (m3)
V0 = volume retenu à 0 h (m3)
Qe = débit moyen journalier des apports au droit du barrage (m3/s)
Qs = débit moyen journalier lâché du barrage (m3/s)
Qp = débit moyen évaporé, dépendant de date et superficie de plan d'eau (m3/s)
T = temps (86400 s)

Submersion permanente de la partie basse du parement amont de l'ouvrage

La conception de l'ouvrage peut nécessiter le maintien du plan d'eau amont au dessus d'une certaine cote (seuil de réserve utile : 187 m à Manantali), afin d'éviter que la houle n'endommage la partie basse de son parement. Cette consigne impose de maintenir le débit lâché en dessous d'une limite maximale déterminée par bilan de volume en fonction de la cote du plan d'eau amont et du débit entrant dans la retenue.

Le logiciel permet de simuler des consignes associées à des objectifs de gestion qui peuvent être variables dans l'année, mais doivent être identiques d'une année sur l'autre. Pour analyser l'effet d'une évolution interannuelle des objectifs de gestion, il est nécessaire d'effectuer plusieurs simulations envisageant ces différents objectifs.

Parmi les objectifs de gestion, certains consistent à maintenir à une station située à l'aval du barrage, un débit supérieur à une limite prédéfinie. Selon qu'ils correspondent à des volumes consommés (irrigation, pertes, alimentation en eau potable) ou non (soutien de crue, navigation), ces besoins en eau doivent être sommés ou non pour définir l'objectif de débit à atteindre. Il est donc question dans ce manuel d'objectifs ''sommables'' ou ''non sommables''.

Les consignes de gestion pouvant être simulées sont présentées ci-dessous dans un ordre arbitraire.

1.3.1 - Consignes définissant une limite minimale pour le débit lâché

1.3.1.1 Production d'énergie électrique

Dans un but de rentabilité, il est souhaitable qu'une énergie donnée soit produite en turbinant le moins d'eau possible, tout en évitant les débordements. Dans cette optique, la consigne envisage les trois cas suivants :

Quand la cote du lac est supérieure à un seuil S2, on vise à produire la puissance maximale qu'il est possible de produire avec cette cote : Pmax.
Quand la cote du lac est comprise entre S1 (
Quand la cote du lac est inférieure à S1, la consigne de production d'énergie n'est pas prise en compte.

Dans les deux premiers cas, la consigne permet d'évaluer par bilan d'énergie en fonction de la cote du plan d'eau amont, le débit minimal lâché qui permet de produire la puissance visée.

D'une façon générale, le bilan d'énergie s'exprime ainsi :
P = ?*g*Q*(Hm-Hv-dH)*R
avec :
P = puissance produite (w)
? = masse volumique de l'eau (kg/m3)
g = accélération de la pesanteur (m/s2)
Q = débit turbiné (m3/s)
Hm = niveau de plan d'eau amont (m)
Hv = niveau de plan d'eau aval (m), dépendant du débit total lâché
dH = pertes de charge en conduite d'amenée (m), dépendant de Q
R = rendement, dépendant de Q et de la chute nette Hm-Hv-dH

1.3.1.2 Lâcher de débit sanitaire réservé

Trivial.

1.3.1.3 Débit supérieur à un objectif de besoins non sommables (soutien de crue, navigation)

Il s'agit de lâcher du barrage un débit suffisant pour obtenir, soit immédiatement à la sortie, soit dans les jours suivants à une station située à l'aval, un débit supérieur ou égal à un hydrogramme objectif prédéfini. Dans le cas de Manantali, l'hydrogramme objectif est défini à Bakel comme le maximum entre les besoins lés à la navigabilité du fleuve, et les besoins liés à l'inondation souhaitée pour le lit majeur dans la vallée (soutien de crue) La décision de soutien de crue est prise une fois par an à une date prédéfinie Tc (20 août à Manantali):

Si la cote du lac à la date Tc est supérieure à un seuil Hs prédéfini, et si un hydrogramme de crue jugé suffisant n'a pas encore été observé dans l'année à Bakel, le soutien de crue est déclenché. La consigne est alors prise en compte pendant toute la durée nécessaire à la réalisation de l'hydrogramme objectif à Bakel.
Dans le cas contraire, la consigne de soutien de crue n'est plus prise en compte jusqu'à l'année suivante. Autrement dit, l'eau qui aurait dû être lâchée cette année là aux seules fins du soutien de crue est stockée dans la retenue.

Le débit minimal à lâcher pour le soutien de crue à une station située à l'aval du barrage est calculé par modèle de propagation en fonction des débits observés sur les affluents intermédiaires (Bakoye et Falémé dans le cas de Bakel).

Dans un but de recherche, la version DOS de Simulsen a été adaptée pour tester une nouvelle méthode de soutien de crue. Celle-ci consisterait à définir l'hydrogramme objectif de l'année en fonction du stock disponible dans le réservoir au début du soutien, et éventuellement en fonction de prévisions saisonnières d'hydraulicité.

1.3.1.4 Débit supérieur à un objectif de débits sommables (soutien de basses eaux)

Il s'agit de lâcher du barrage un débit suffisant pour obtenir, soit immédiatement à la sortie, soit dans les jours suivants à une station située à l'aval, un débit supérieur ou égal à un hydrogramme objectif d'étiage prédéfini. Dans le cas de Manantali, cet objectif est défini à Bakel par la somme des besoins à satisfaire (irrigation, alimentation en eau potable) et des pertes accompagnant le transit des débits jusqu'au lieu de la consommation

Le débit minimal à lâcher pour le soutien d'étiage à une station située à l'aval du barrage est calculé suivant le même principe que pour le soutien de crue.

1.3.1.5 Conservation d'une revanche suffisante pour le laminage futur des crues

Il s'agit de lâcher un volume suffisant du barrage pour conserver une revanche (volume libre dans la retenue) permettant de laminer les crues futures au seuil de débit souhaité avec un taux de réussite probable prédéfini. Cette revanche nécessaire, qui correspond à une cote limite maximale du niveau dans le lac, est variable dans l'année.

La valeur minimale de débit lâché permettant de conserver la revanche souhaitée, est calculée par bilan de volume en fonction de la cote du lac et du débit entrant dans la retenue

1.3.2 - Consignes définissant une limite maximale pour le débit lâché

1.3.2.1 Laminage immédiat des crues

Deux types de laminage immédiat des crues peuvent être envisagés :

- Le laminage immédiat des crues à la sortie du barrage consiste à lâcher un débit total inférieur ou égal à un certain débit limite prédéfini.

- Le laminage des crues au niveau d'une station située à l'aval du barrage (Bakel dans le cas de Manantali) consiste à lâcher un débit suffisamment faible pour que le débit des jours suivants à cette station ne dépasse pas une limite prédéfinie. Dans ce cas, le débit maximal à lâcher est calculé par modèle de propagation en fonction des débits observés sur les affluents intermédiaires (Bakoye et Falémé dans le cas de Bakel).

1.3.2.2 Conservation d'un stock d'eau suffisant pour le soutien d'étiage futur

Il s'agit de limiter le débit total lâché du barrage afin de conserver le stock nécessaire (dans la tranche utile des cotes supérieures à la cote minimale de sécurité) pour pouvoir satisfaire le soutien d'étiage futur avec un taux de réussite probable prédéfini. Ce stock nécessaire, qui correspond à une cote limite minimale du niveau dans le lac, est variable dans l'année.

La valeur maximale de débit lâché permettant de conserver le stock souhaité, est calculée par bilan de volume en fonction de la cote du lac et du débit entrant dans la retenue

Le calcul est fait dans l'optique de lâcher le débit minimal permettant de respecter le plus grand nombre possible des consignes qui auront été préalablement définies et classées par ordre de priorité.

Tout d'abord, la fourchette de débit qu'il est physiquement possible d'évacuer de l'ouvrage est déterminée à partir des contraintes de gestion. Elle se resserre ensuite en fonction des limites minimales ou maximales de débit à lâcher, imposées par les consignes de sécurité puis par celles de gestion. Le processus s'arrête lorsque toutes les consignes envisagées ont été prises en compte par ordre de priorité décroissante, ou lorsque l'une d'entre elles s'avère incompatible avec les consignes de priorité supérieure. Dans ce dernier cas, la fourchette de débit à lâcher est réduite à une valeur unique, à la fois compatible avec les consignes de priorité supérieure, et la plus proche possible du débit demandé par la consigne incompatible. C'est finalement la borne inférieure de la fourchette résultante qui détermine le débit total à lâcher du barrage.

La répartition de ce dernier entre les différents organes d'évacuation (turbines, vannes de surface et vannes de demi fond) est faite de façon à produire le maximum de puissance pouvant être absorbée sur le réseau, et à respecter l'ouverture minimale des vannes de surface imposée par les contraintes de gestion.

Le logiciel est organisé en trois grandes parties : gestion des paramètres et données ; calculs ; exploitation des résultats et éditions.

1.5.1 - Gestion de paramètres et données

Les deux versions du logiciel permettent de gérer un certain nombre de paramètres et données qui doivent être stockés sur l'ordinateur pour pouvoir être utilisés dans les calculs de simulation :

- Paramètres décrivant sur l'année des scénarios de besoins concernant les différents usages:

. Débits exprimés au niveau d'une station située à l'aval du barrage.

. Puissance électrique demandée.

- Paramètres décrivant le barrage (turbines, vannes, etc.) et le réservoir.

- Paramètres décrivant la propagation des débits entre les différentes stations utilisées pour la simulation. Ce réseau de stations, ainsi que la façon d'utiliser ces dernières dans les calculs, sont laissées au choix de l'utilisateur.

- Limnigrammes limites à respecter dans le lac, permettant de limiter les risques de défaillance pour un objectif de fourniture de débit (maintien de stock), ou pour le laminage des crues (maintien de revanche).

- Données de base représentatives des apports en eau (chroniques de débit).

1.5.2 - Calculs et simulations

Les deux versions du logiciel permettent de réaliser les calculs suivants :

1.5.2.1 - Simulation chronologique

Ce type de calcul consiste à simuler sur une longue période une gestion opérationnelle définie par un jeu de consignes assorties de rangs de priorité. Il permet de tester des stratégies de gestion à court ou moyen terme, en évaluant leurs conséquences sur la satisfaction des objectifs envisagés.

Les données utilisées en entrée de chaque calcul sont les suivantes :

- Les paramètres caractérisant la retenue et le barrage.

- Les paramètres caractérisant la propagation des débits entre les différentes stations du réseau adopté.

- Les chroniques de débits moyens journaliers concernant certaines stations non influencées par le barrage.

- Des consignes de gestion choisies par l'utilisateur parmi une liste proposée par le logiciel, et associées éventuellement à certains des scénarios de besoins ou certains limnigrammes limites évoqués ci-dessus.

A chaque pas de temps, l'application d'une règle de gestion se traduit par le calcul d'une limite minimale ou d'une limite maximale, ou des deux, qui est imposée au débit total pouvant être lâché par le barrage (vidangé + déversé + turbiné). L'application de plusieurs règles de gestion a pour effet de resserrer la fourchette de valeurs limites autorisées pour ce débit total.

En sortie du calcul, le logiciel produit des fichiers de valeurs journalières pour les variables suivantes :

- Niveau de la retenue.

- Puissance électrique produite.

- Débits turbiné, vidangé, déversé (vannes de déversoir ouvertes au minimum évitant leur submersion)

- Part de débit lâché dans le seul but de satisfaire les besoins ''non sommables'' (voir plus loin), et inutile pour la satisfaction d'autres besoins.

- Débit à certaines stations, en particulier celles qui se situent à l'aval de la retenue

- Le cas échéant, déficit de production électrique ou de fourniture de débit, par rapport aux objectifs envisagés

1.5.2.2 - Traitement des niveaux extrêmes d'exploitation

Ce type de calcul consiste à calculer l'évolution des valeurs minimales (resp. maximales) du niveau de plan d'eau dans la retenue, compatibles avec la totale satisfaction future d'un objectif de soutien de débit, de production de puissance ou de niveau à dépasser dans le réservoir (resp.. de laminage de crue ou de niveau à ne pas dépasser dans le réservoir). L'analyse statistique des valeurs obtenues permet de définir sur l'année des limnigrammes limites minimaux (resp. maxmaux) qu'il est nécessaire de respecter dans la retenue pour être en mesure d'atteindre l'objectif désiré avec un taux de réussite donné.

Les limnigrammes annuels définis par ces calculs peuvent être retenus en tant que consignes de niveaux limites à respecter dans le réservoir. Celles-ci peuvent elles-mêmes être intégrées dans des jeux de consignes testés par simulation chronologique avec le logiciel.

1.5.2.3 - Calculs ponctuels de productible énergétique ou de capacité d'évacuation

A partir des caractéristiques du barrage, ce type de calcul permet d'évaluer les solutions optimales de turbinage pour tout jeu de valeurs concernant le nombre de turbines disponibles, le niveau de retenue, le débit total lâché ou la puissance désirée.

1.5.3 - Exploitation des résultats

Les deux versions du logiciel permettent l'édition des chroniques de résultats sous forme de tableaux de chiffres ou de graphiques, ainsi que leur interprétation statistique par diverses procédures de calcul.

HyD2002 - Fichiers d'entrée - sorties

HyD2002 - Objectifs - Interface graphique - Les objets du modèle - Fichiers d'entrée-sorties - Tutoriel

Cette partie détaille les différents types de fichiers utilisés. On distingue des :

fichiers texte : ils peuvent être confectionnés ou exploités sous des traitements de texte ou des tableurs, leur structure est généralement très simple ;
fichiers objet : ils servent à la sauvegarde et au chargement rapide d'objets spécifiques : totalité d'un aménagement, ensemble des caractéristiques de simulation... Leur structure est propre au langage objet Java.

Remarque Les noms de fichiers peuvent comporter plus de huit caractères avec une extension n'excédant pas trois caractères. Tous les caractères peuvent être utilisés, à l'exception des espaces et des caractères suivants : * ? , ; [ ] + - = \ / : | < >. Le point est employé exclusivement pour séparer le nom du fichier de l'extension.

L'emploi des extensions de noms de fichiers permet de distinguer les divers types de fichiers.

Définition d'hydro-aménagement

Un fichier de ce type donne une description en clair d'un hydro-aménagement. Ces fichiers permettent de sauver ou charger des aménagements définis ou modifiés sous un traitement de texte.

nom conventionnel

L'extension adoptée est .txt.

exemple : Amenagements_A2.txt

structure des fichiers

Les caractéristiques sont séparées par des tabulations ou des retours à la ligne. L'espace n'est pas considéré comme un séparateur. Les dièses # servent à marquer le début de définition d'un composant.

exemple

# Systeme
nom  Amenagements_A2
description  amenagements "1995" - Bras de Sable - AEP 50%
simulation  2
mode  2.decade
periodes  1962  1  1  348
ecoulement  C:\ActiveHyd\exemples\data-62-90\hm3\
lame ecoulee  C:\ActiveHyd\exemples\data-62-90\m\
sorties  global  an  mois  decade  jour
# Reservoir
nom  Letaye
index noeud  1
localisation  55.30  43.40
hauteurs  9
hauteur  18  19  20  21  22  23  24  25  26
surface  0  1.44  3.53  5.99  8.7  11.63  14.74  18.01  21.43
stockage  0  0.006  0.031  0.078  0.151  0.253  0.385  0.548  0.745
apport naturel  LETAYE  1
L evaporation  0.123  0.131  0.162  0.167  0.169  0.17  0.175  0.166  0.142  0.126  0.107  0.109
pluie directe  RETENUE1  1
C perte  0.04  0.04  0.04  0.04  0.04  0.04  0.04  0.04  0.04  0.04  0.04  0.04
infiltration  0
stockage objectif  0.55  0.55  0.55  0.55  0.55  0.55  0.55  0.55  0.55  0.55  0.55  0.55
zones  2
volume 0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
volume 1  0.05  0.05  0.05  0.05  0.05  0.05  0.05  0.05  0.05  0.05  0.05  0.05
volume 2  0.745  0.745  0.745  0.745  0.745  0.745  0.745  0.745  0.745  0.745  0.745  0.745
penalites positives 1  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
penalites negatives 1  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000
penalites positives 2  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000
penalites negatives 2  2.95  2.95  2.95  2.95  2.95  2.95  2.95  2.95  2.95  2.95  2.95  2.95
stockage initial  0.5
sorties  global  an  mois
...
# Jonction
nom  vernou
index noeud  3
localisation  17.60  27.21
apport naturel  TRAVERSE  0.64
C perte  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
infiltration  0
sorties  global  an  mois
...
# Jonction
nom  bsable
index noeud  25
localisation  15.06  35.49
apport naturel  BSABLE  1
C perte  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
infiltration  0
sorties  global  an  mois
# Consommation en eau
nom  deshaut
index noeud  26
localisation  43.80  37.00
demande  0.62  0.7  0.775  0.75  0.62  0.6  0.62  0.62  0.6  0.62  0.6  0.62
source  -  1
retour  0  0
aquifere  0
niveaux  2
taux 1  0.1  0.1  0.1  0.1  0.1  0.1  0.1  0.1  0.1  0.1  0.1  0.1
taux 2  0.9  0.9  0.9  0.9  0.9  0.9  0.9  0.9  0.9  0.9  0.9  0.9
penalites 1  4  4  4  4  4  4  4  4  4  4  4  4
penalites 2  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5
restriction  0  0  -
sorties  global  an  mois
...
# Arc
nom  letayejd
noeuds  1  32
flux max  999  999  999  999  999  999  999  999  999  999  999  999
sorties  global  an  mois
# Arc
nom  gachetjd
noeuds  2  33
flux max  999  999  999  999  999  999  999  999  999  999  999  999
sorties  global  an  mois
...
# Arc
nom  bsable
noeuds  25  19
flux max  0  0.847  0.937  0.907  0.937  0  0  0  0  0  0  0
sorties  global  an  mois
# Arc naturel
nom  letayout
noeuds  1  20
flux max  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000
flux min  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
penalites  1  1  1  1  1  1  1  1  1  1  1  1
sorties  global  an  mois
# Arc naturel
nom  gacheout
noeuds  2  21
flux max  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000  1000
flux min  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
penalites  1  1  1  1  1  1  1  1  1  1  1  1
sorties  global  an  mois
...

On distingue le stockage des coordonnées des stations hydro-météorologiques et les fichiers correspondants aux chroniques de données sur ces stations. La localisation des stations est nécessaire pour la gestion des lacunes : si pour un pas de temps, la donnée d'une station est indisponible, il est alors fait référence à la première valeur valide de la station la plus proche.

nom conventionnel

La construction du nom est la suivante :

coordonnées stations : <Répertoire>\<type>.txy
chroniques données : <Répertoire>\<type>.t<pas de temps>
où mo:mois ; 10:décade ; da:jour

Le type est soit :

ecoulement pour les données d'apports naturels exprimées en hm3.
lame ecoulee pour les données de pluviométrie exprimées en m.

exemples :

C:\ActiveHyd\exemples\data-62-90\hm3\ecoulement.txy coordonnées des stations d'écoulement
C:\ActiveHyd\exemples\data-62-90\m\lame ecoulee.tmo chroniques de pluies mensuelles

structure des fichiers

Fichier localisation

Le fichier comporte une ligne par station. Chaque ligne est constituée par le label, l'abscisse, l'ordonnée d'une station. Les stations sont rangées suivant l'ordre d'entrée des fichiers chroniques.

exemple

DUCLOS    18.855    31.852
TRAVERSE    19.026    30.861
PRISDEAU    19.390    32.164
DAVID130    17.153    30.772
BSABLE    17.635    34.357
LEZARDE    20.011    29.280

Fichier chronique

Le fichier comporte :

une ligne d'en-tête obligatoire avec les labels des stations ;
une ligne facultative qui précise les unités ;
une ligne par pas de temps avec la valeur de la date puis une valeur réelle par station.

exemple

date    DUCLOS    TRAVERSE    PRISDEAU    DAVID130    BSABLE    LEZARDE
    hm3    hm3    hm3    hm3    hm3    hm3
1962-01    14.581    6.040    20.830    13.997    3.155    3.592
1962-02    6.167    2.555    8.811    5.920    1.188    1.776
1962-03    3.203    1.328    4.575    3.075    0.595    1.104
1962-04    8.530    3.533    12.185    8.188    2.387    2.501
1962-05    8.089    3.351    11.555    7.765    2.017    2.424
1962-06    13.859    5.741    19.800    13.305    2.893    3.217
1962-07    14.581    6.040    20.830    13.997    3.594    3.466
1962-08    11.814    4.893    16.877    11.340    3.410    3.233
1962-09    11.130    4.611    15.902    10.687    3.245    3.116
1962-10    7.277    3.016    10.392    6.985    1.894    2.103
1962-11    5.625    2.330    8.035    5.399    1.379    1.804
1962-12    4.060    1.682    5.801    3.897    0.932    1.382
1963-01    4.034    1.671    5.761    3.870    0.967    1.441
1963-02    4.974    2.061    7.108    4.776    1.137    1.577
1963-03    4.462    1.848    6.375    4.283    0.940    1.347
1963-04    8.035    3.328    11.480    7.714    1.957    2.343
1963-05    10.813    4.481    15.446    10.381    2.475    2.820
1963-06    10.132    4.199    14.476    9.728    2.167    2.558
1963-07    9.174    3.801    13.103    8.804    2.499    2.362
1963-08    9.096    3.769    12.996    8.732    2.285    2.386
1963-09    7.965    3.300    11.376    7.644    1.718    2.473
1963-10    5.842    2.421    8.346    5.609    2.103    2.360
1963-11    6.804    2.820    9.720    6.532    1.962    2.716
1963-12    6.037    2.502    8.624    5.796    1.245    1.768

Données graphiques .xmd

Ces fichiers ont été développés pour l'outil ActiveMap qui permet de :

visualiser et analyser des données dans l'espace et dans le temps, sous forme de cartes / plans / animations ;
transmettre des synthèses dynamiques de ces informations à des collaborateurs, des clients / fournisseurs, au grand public.

Cet outil est intégré dans la présente version d'HyDrAm pour la visualisation des systèmes d'eau ou peut être utilisé de manière indépendante pour présenter des synthèses de résultats.

nom conventionnel

L'extension adoptée est .xmd.

exemple : Guadeloupe.xmd

structure des fichiers

Les fichiers utilisent le formalisme XML (eXtensible Meta Language) basé sur la création de balises pour définir des structures d'information de manière générique.

Ainsi la balise <map> définit un Document ActiveMap . Cette structure est composée d’objets Couche repérés par la balise <series>. Un document peut contenir une ou plusieurs couches.

Chaque couche correspond à une agrégation d’objets permettant une représentation en 2 dimensions et possédant des informations associées. Ces objets, que nous dénommons Série, repérés par la balise <serie>, sont donc décrits par une série de valeurs x et de valeurs y et les types de valeurs correspondants et par une liste d’informations associées.

Les informations, de type générique Info, sont :

soit de type simple : Entier, Réel, Texte (dans le sens de chaîne de caractères), URI (Unified Resource Information : adresse de ressource universelle), etc, - balise <spi> -
soit de type temporel : Variation annuelle - balise <yvi> - ; Chronique - balise <chi> -.

Figure E4.1. Structure de l’information

Le typage de l'information est décrit, à l'intérieur des balises <info>, par des objets Type Simple, repérés par les balises <type>. En pratique, toute information simple fait référence à un objet Type Simple qui définit un label, un format d’affichage sous forme de chaîne de caractères, une unité, une valeur minimale, une valeur maximale, une précision. Les dernières propriétés n’ont de sens que pour des informations numériques. Ces propriétés permettent de restreindre l’ensemble des valeurs légales d’un type de base, elles renseignent sur la plage de validité de l’information.

Il existe d’autres types d’Info Simple que les classes représentées sur le diagramme E4.1. : Booléen, Année, Mois, Décade, Jour. Ces derniers objets définissent des périodes de temps. Ils sont utilisés par les Info Temporelles (Chroniques, variations annuelles) : toute valeur d’une information temporelle fait référence explicitement ou implicitement à une période de temps.

La structure repérée par la balise <classes> regroupent les objets classifications correspondant à différentes légendes, donc autant de vues possibles du document. Une classification définit des classes qui permettent une partition de l'information à des fins d’analyse.

exemple

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1" standalone="yes"?>
<am:ami xmlns:am="http://2ie-technologies.com/active/2001/02/mapXsd" lang="FR" version="0.5">

<map fill="color:lightblue">
<label>Guadeloupe</label>
<desc>Fond de carte de la Guadeloupe</desc>
<series id="physiq" range="0" xRef="guad_lon" yRef="guad_lat" classification="regions;altiC;plmoy_m_y" type="PLOT">
<label>Physique</label>
<desc>L'archipel Guadeloupe</desc>
<serie id="fajou">
<xValues>25.86 25.64 26.47 26.73 27.14 27.34 27.53 27.37 25.86 25.86</xValues>
<yValues>47.78 48.10 49.27 48.85 48.89 48.76 48.39 48.09 47.78 47.78</yValues>
<label>ilet à Fajou</label>
<spi iRef="region_st">Guadeloupe</spi>
<spi iRef="alti_rl">5</spi>
<spi iRef="www_uri">http://www.guadeloupe-fr.com</spi>
</serie>
<serie id="pt">
<xValues>77.22 75.76 75.52 75.83 76.08 77.58 77.95 77.22 77.22</xValues>
<yValues>28.43 28.63 29.00 29.24 29.08 29.00 28.76 28.43 28.43</yValues>
<label>Petite Terre</label>
<spi iRef="region_st">Guadeloupe</spi>
<spi iRef="alti_rl">5</spi>
<spi iRef="www_uri">http://www.guadeloupe-fr.com</spi>
</serie>
...
</series>
<series id="riv" range="1" xRef="guad_lon" yRef="guad_lat" classification="riv" type="PLOT" visible="false">
<label>Cours d'eau</label>
<desc>Principales rivières</desc>
<serie id="laram">
<xValues>8.574 9.229 9.713 10.099 10.364 10.853 11.511 12.175 12.672 13.028 13.426</xValues>
<yValues>41.642 42.260 43.113 44.939 45.288 45.452 45.329 45.435 45.854 46.711 47.209</yValues>
<label>La Ramée</label>
<spi iRef="riv_st">La Ramée</spi>
<spi iRef="region_st">Basse-Terre</spi>
</serie>
...
</series>
<series id="stations" range="2" xRef="guad_lon" yRef="guad_lat" classification="stationType;flow_hm3_mo;etp_mm_m_yv;anDeb;alti;bv" type="PLOT" visible="false">
<label>stations</label>
<desc>stations hydro-météorologiques</desc>
<serie id="Duclos"><xValues>18.855</xValues><yValues>31.852</yValues><label>Duclos</label><spi iRef="type_st">hydro</spi><spi iRef="desc_st">Bras David</spi><spi iRef="alti_rl">110</spi><spi iRef="deb_yr">1973</spi><spi iRef="fin_yr">1987</spi><spi iRef="ans_it">8</spi><spi iRef="zone_st">Basse-Terre</spi><spi iRef="bv_rl">37.5</spi>
</serie>
...
</series>
<series id="sites" range="3" xRef="guad_lon" yRef="guad_lat" classification="siteType;pop;devTourism;dom" type="PLOT" visible="false">
<label>Villes, industries...</label>
<desc>Lieux d'activités</desc>
<serie id="Saint-Louis"><xValues>57.12</xValues><yValues>4.31</yValues><label>Saint-Louis</label><spi iRef="type_st">commune</spi><spi iRef="region_st">Marie-Galante</spi><spi iRef="pop_rl">2500</spi><spi iRef="tourism_st">1</spi><spi iRef="dom_rl">750</spi></serie>
<serie id="Capesterre"><xValues>65.38</xValues><yValues>-1.95</yValues><label>Capesterre</label><spi iRef="type_st">commune</spi><spi iRef="region_st">Marie Galante</spi><spi iRef="pop_rl">5000</spi><spi iRef="tourism_st">2</spi><spi iRef="dom_rl">1500</spi></serie>
...
</series>
<series id="irri" range="4" xRef="guad_lon" yRef="guad_lat" classification="irri2000_ha;irri2010_ha" type="POLYGON" visible="false">
<label>Irrigation</label>
<desc>Périmètres irriguées 2000</desc>
<serie id="P0"><xValues>54 58 58 54</xValues><yValues>44.75 44.75 42 42</yValues>
<label>P0</label><spi iRef="region_st">Est Grande-Terre</spi>
<spi iRef="irri2000_ha">70</spi><spi iRef="irri2010_ha">70</spi>
<spi iRef="mar_ha">35</spi><spi iRef="fou_ha">25</spi><spi iRef="can_ha">10</spi>
</serie>
...
</series>
</map>

<info>
<type id="guad_lon" label="longitude" base="longitude" minValue="0.0" maxValue="90.0" precision="0.01" unit="km;m;dms;deg." reference="Projection;lon:-61.83333;lat:15.91667" format="0.00"/>
<type id="guad_lat" label="latitude" base="latitude" minValue="-10.0" maxValue="70.0" precision="0.01" unit="km;m;dms;deg." reference="Projection;lon:-61.83333;lat:15.91667" format="0.00"/>
<type id="type_st" label="type" base="string"/>
<type id="sstype_st" label="sous-type" base="string"/>
<type id="desc_st" label="description" base="string"/>
<type id="alti_rl" label="altitude" base="real" minValue="0.0" maxValue="1500.0" precision="0.1" unit="m" format="0.#"/>
<type id="pop_rl" label="population" base="real" minValue="0.0" maxValue="500000.0" precision="10" unit="hab" format="0"/>
<type id="tourism_st" label="développement touristique (1-3)" base="string"/>
...
</info>

<classes>
<classification id="regions" iRef="label" font="size:12;family:Dialog;type:bold;color:brown">
<label>Région</label>
<class id="regions1" content="Basse-Terre" fill="color:170,235,170" >Basse-Terre</class>
<class id="regions2" content="Grande-Terre" fill="color:palegreen">Grande-Terre</class>
<class id="regions3" content="La Désirade;Les Saintes;Petite Terre;Marie-Galante;Terre de Haut;Terre de Bas;ilet à Fajou;Grand Ilet" fill="color:220,254,220">îles proches</class>
</classification>
<classification id="altiC" iRef="alti_rl">
<label>Courbes de niveau</label>
<class id="altic_1" minValue="0" maxValue="300"
stroke="width:1;color:black" fill="color:limegreen">inférieure à 300m NGG</class>
<class id="altic_2" minValue="300" maxValue="600"
stroke="width:1;color:black" fill="color:darkgreen">entre 300m et 600m NGG</class>
<class id="altic_3" minValue="600" maxValue="900"
stroke="width:1;color:black" fill="color:sandybrown">entre 600m et 900m NGG</class>
<class id="altic_4" minValue="900" maxValue="1200"
stroke="width:1;color:black" fill="color:brown">entre 900m et 1200m NGG</class>
<class id="altic_5" minValue="1200" maxValue="1500"
stroke="width:1;color:black" fill="color:saddlebrown">supérieure à 1200m NGG</class>
</classification>
<classification id="siteType" iRef="type_st">
<label>Sites</label>
<class id="siteType1" content="commune"
marker="shape:rc;image:ville.gif" font="size:10;family:Dialog;color:131,131,131;x-position:left;y-position:top">Ville</class>
<class id="siteType2" content="Industries-Commerces"
marker="shape:rc;image:industri.gif" font="size:10;family:Dialog;color:black;x-position:left;y-position:top">Industries-Commerces</class>
</classification>
...
</classes>

</am:ami>

Sortie Out.log

Ce fichier stocke le texte correspondant à la sortie standard du modèle. Il conserve une trace des actions réalisées.

nom conventionnel

Le nom consacré est Out.log. Le fichier est créé dans le sous-répertoire /temp du répertoire d'installation du modèle.

exemple : C:\ActiveHyd\temp\Out.log

structure des fichiers

Chaque nouvelle exécution est repérée par sa date suivie de la séquence des actions conservées.

exemple

====== Tue Sep 25 12:35:06 CEST 2001 ======
ActiveHyd - initSystem() - url: file:C:/ActiveHyd/guadelou/Amenagements_A2.hyd
Xe1ProjectionBox.addProjections()
Ressource property tool.item5 not found in com.iie.active.map.resources.map.properties
Canvas.clearMemory(), free memory : 2537656
Canvas.clearMemory(), total memory : 5455872
Loading MapDocument
MapDocument loaded
"C:\ActiveHyd\lib\ActiveHyd.jar"

====== Tue Sep 25 12:55:04 CEST 2001 ======
ActiveHyd - initSystem() - url: file:C:/ActiveHyd/guadelou/Amenagements_A2.hyd
Xe1ProjectionBox.addProjections()
Ressource property tool.item5 not found in com.iie.active.map.resources.map.properties
Canvas.clearMemory(), free memory : 2556592
Canvas.clearMemory(), total memory : 5505024
Loading MapDocument
MapDocument loaded
run() WaterSystem:Amenagements_A2

Erreurs Error.log

Ce fichier stocke le texte correspondant à des erreurs d'exécution du modèle. Il conserve une trace des événements anormaux et constitue donc une aide précieuse pour repérer une source d'erreur.

nom conventionnel

Le nom consacré est Error.log. Le fichier est créé dans le sous-répertoire /temp du répertoire d'installation du modèle.

exemple : C:\ActiveHyd\temp\Error.log

structure des fichiers

Chaque nouvelle exécution est repérée par sa date suivie de la séquence des événements anormaux éventuellement survenus.

exemple

====== Wed Sep 26 17:00:54 CEST 2001 ======
Labels - setLocale - _locale.getLanguage():fr
-1- LOCALE.getLanguage():fr
-2- LOCALE.getLanguage():fr
ActiveMap.getCustomCursor(String), Cursor loading error for Loading default cursor...
Xs1LayersBox, static
java.lang.NullPointerException
at javax.swing.ImageIcon.(Unknown Source)
at com.iie.active.map.Xs1LayersBox.(Xs1LayersBox.java:199)
at com.iie.active.map.Xp1TabbedBar.createLayersBoxInstance(Xp1TabbedBar.java:129)
at com.iie.active.map.Xs1TabbedBar.addLayersBox(Xs1TabbedBar.java:162)
at com.iie.active.map.Xs5TabbedBar.addLayersBox(Xs5TabbedBar.java:147)
at com.iie.active.map.Xs1TabbedBar.addControlPanel(Xs1TabbedBar.java:319)
at com.iie.active.map.Xs1TabbedBar.(Xs1TabbedBar.java:35)
at com.iie.active.map.Xs4TabbedBar.(Xs4TabbedBar.java:36)
at com.iie.active.map.Xs5TabbedBar.(Xs5TabbedBar.java:96)
at com.iie.active.map.Xp1TabbedBar.(Xp1TabbedBar.java:20)
at com.iie.active.map.Xe1TabbedBar.(Xe1TabbedBar.java:37)
at com.iie.active.map.Xe1ActiveMap.createTabbedBarInstance(Xe1ActiveMap.java:114)
at com.iie.active.map.ActiveMap.addTabbedBar(ActiveMap.java:1347)
at com.iie.active.map.ActiveMap.setComponents(ActiveMap.java:743)
at com.iie.active.map.ActiveMap.setDocument(ActiveMap.java:708)
at com.iie.active.map.ActiveMap.(ActiveMap.java:496)
at com.iie.active.map.Xs1ActiveMap.(Xs1ActiveMap.java:25)
at com.iie.active.hydGui.ActiveHyd.definitionToView(ActiveHyd.java:275)
at com.iie.active.hydGui.ActiveHyd.setViewMode(ActiveHyd.java:185)
at com.iie.active.hydGui.ActiveHyd.init(ActiveHyd.java:472)
at com.iie.active.hydGui.ActiveHyd.(ActiveHyd.java:435)
at com.iie.active.hydGui.ActiveHyd.main(ActiveHyd.java:638)
Ressource property opacity.item11 not found in com.iie.active.map.resources.param.properties
Ressource property tool_class.item5 not found in com.iie.active.map.resources.param.properties
Ressource property zoom.item6 not found in com.iie.active.map.resources.param.properties
MapSeries.setClassification(MapClassification) : empty classifications for 2ie-technologies
Xs7Canvas.ResizeListener.componentResized(ComponentEvent)
TabbedBar.setReference(), no url for the current document !

Les fichiers Objets

Ces fichiers peuvent être créés, puis gérés, par :

l'utilisateur, pour sauver et charger des hydro-aménagements ou des simulations ;
un traitement interne au logiciel : fichiers de demandes et références hydro-météorologiques.

Ces fichiers possèdent une structure et un format particuliers, propre au langage de programmation objet employé (Java).

Hydro-aménagement

Un fichier de ce type stocke un hydro-aménagement. L'ensemble des caractéristiques du système d'eau et de ses composants est sauvé, y compris les chroniques annuelles et les cumuls mensuels des résultats de simulation.

nom conventionnel

L'extension adoptée est .hyd.

exemple : Amenagements_A1.hyd

Simulation

Un fichier de ce type stocke l'ensemble des caractéristiques propres à la simulation d'un hydro-aménagement, y compris les chroniques annuelles et les cumuls mensuels des résultats de la desserte en eau.

nom conventionnel

La construction du nom est la suivante : <nom de l'hydro-aménagement>.s<numéro de simulation>

exemple : Amenagements_B2.s2

Chroniques de résultats

Un fichier de ce type stocke les chroniques de résultats de simulation pour des pas de temps inférieurs à l'année. Ces fichiers sont créés de manière optionnnelle après la simulation.

nom conventionnel

La construction du nom est la suivante : <nom de l'hydro-aménagement>_<numéro de simulation>\<type du composant>\<nom du composant>.s<pas de temps>

exemple : Amenagements_B2_2/Reservoir/Letaye.smo fichier de résultats mensuels du réservoir de Letaye pour la simulation 2 de l'hydro-aménagement Amenagements_B2

Chroniques de demandes

Un fichier de ce type stocke les chroniques de demande en eau d'une zone irriguée. Il s'agit de besoins théoriques calculés par un bilan hydrique de type RU / RFU.

nom conventionnel

La construction du nom est la suivante : <Répertoire de l'écoulement>\<nom du composant>.d<pas de temps>

exemple : C:\ActiveHyd\exemples\data-62-90\hm3\ban_Pcov.d10 ; fichier de demandes décadaires de la zone irriguée ban_Pcov.

Données hydro-météorologiques objet

On distingue le stockage des coordonnées des stations hydro-météorologiques et les fichiers correspondants aux chroniques de données sur ces stations. Ces fichiers sont créés automatiquement à partir des fichiers texte de données hydro-météo et sont reconstitués en cas de modification de ces fichiers.

nom conventionnel

La construction du nom est la suivante :

coordonnées stations : <Répertoire>\<type>.sxy
chroniques données : <Répertoire>\<type>.s<pas de temps>

Le type est soit :

ecoulement pour les données d'apports naturels exprimées en hm3.
lame ecoulee pour les données de pluviométrie exprimées en m.

exemples :

C:\ActiveHyd\exemples\data-62-90\hm3\ecoulement.sxy coordonnées des stations d'écoulement
C:\ActiveHyd\exemples\data-62-90\m\lame ecoulee.smo chroniques de pluies mensuelles

HyD2002 - Tutoriel

HyD2002 - Objectifs - Interface graphique - Les objets du modèle - Fichiers d'entrée-sorties - Tutoriel

Cette partie propose une prise en main rapide de l'outil. Des exemples d'aménagements vous sont présentés afin de vous familiariser avec différentes fonctionnalités de l'interface et divers aspects des modèles : priorités des demandes, règles de gestion, calcul de besoins théoriques d'irrigation, etc. Ces exemples sont élaborés à partir de données sur la Guadeloupe.

Un aménagement simple

Il s'agit de construire un système d'eau très simple pour représenter une alimentation en eau potable à partir d'un captage en rivière. Vous apprenez à :

connaître la région d'étude : ses caractéristiques physiques, ses ressources en eau, etc ;
ajouter et définir des composants ;
vérifier la validité de votre système ;
simuler la desserte en eau de l'aménagement ;
évaluer les performances en visualisant les différents types de résultats disponibles.

Construire le système

Connaître la région d'étude

Démarrez le logiciel en cliquant deux fois sur l'icone HyD Guadeloupe dans le répertoire C:\ActiveHyd. L'outil affiche une représentation graphique de votre région d'étude définie dans un fichier de configuration.

Figure D2.1. - Région d'étude - vue graphique

Vous pouvez vous familiariser avec cette interface utilisée pour la représentation graphique des systèmes. Les fonds cartographiques sont destinés à mieux cerner la problématique d'aménagement des eaux sur votre région et visent à rendre la définition des systèmes d'eau plus naturelle.

Dans la fenêtre à onglet Guadeloupe, sélectionnez les couches graphiques à afficher en cliquant sur les cases à cocher correspondantes : par exemple Cours d'eau et Stations comme sur la Figure D2.1.

Vous pouvez modifier l'affichage d'une couche par le choix d'une autre légende. Sélectionnez la couche Physique et essayez les différentes légendes disponibles : Région, Courbes de niveau, Pluie moyenne annuelle. Avec ce dernier choix, un lecteur d'animation apparaît et affiche le pas de temps courant visualisé. Lancez l'animation par l'action du bouton . Ces différentes vues illustrent la variabilité spatio-temporelle des ressources en Guadeloupe et le rôle de réservoir joué par la Basse-Terre.

Vous pouvez de même visualiser différents aspects des données hydro-météorologiques par la sélection de la couche Stations et le choix des légendes disponibles.

Vous pouvez détailler et cadrer les vues par des zooms et des déplacements panoramiques. Choisissez un mode souhaité par l'action du bouton Zoom avant , Zoom arrière , Pan . Vous pouvez également rester dans le mode par défaut Sélection et utiliser les autres boutons, les barres de défilement ou le menu contextuel.

Pour consulter l'information associée à chacun des objets d'une couche, choisissez le mode Sélection par l'action du bouton et cliquez sur l'objet souhaité. Une fenêtre à onglet du nom de cet objet affiche alors une liste des informations disponibles.

Ajouter des noeuds

Nous voulons modéliser l'alimentation en eau potable d'une partie de la Grande-Terre à partir d'une prise sur la rivière Bras David en Basse-Terre. Il faut créer :

une consommation en eau pour représenter l'alimentation en eau potable ;
une jonction pour modéliser le captage d'eau sur Bras David ;
une jonction pour représenter la sortie du système d'eau naturel de la Grande Rivière à Goyave.

L'alimentation en eau potable

Pour créer la demande, sélectionnez, à partir du menu du haut Outils, Ajouter composant type puis Consommation en eau.

Pour accéder à la définition du composant, actionnez le bouton Objet de la barre d'outils Sélection puis le bouton Définition de la barre d'outils Vues.

Modifiez le nom du composant par aep.

L'information principale est la définition de la variation saisonnière de la demande en eau. Vous pouvez prendre en compte deux valeurs de la demande en eau potable journalière sur l'année : une valeur dite de pointe de 135 000 m3/j, applicable durant la période sèche de carême de février, mars, avril, et une valeur dite moyenne de 115 000 m3/j, valable tout le reste de l'année. Saisissez les valeurs correspondantes pour chaque mois, sachant que, comme vous pouvez le constater dans le menu contextuel à votre disposition par l'action du bouton droit de la souris dans une cellule de saisie, ces valeurs sont exprimés en millions de m3. Vous pouvez également rentrer ces valeurs à partir de la vue graphe de la demande en eau obtenue par l'action du bouton Objet de la barre d'outils Sélection sur cette demande. Les mois apparaissent alors explicitement.

Figure D2.2. - Alimentation en eau potable - vue tableau

Le captage d'eau

Pour créer le captage, sélectionnez Ajouter composant type puis Jonction à partir du menu contextuel obtenu avec l'action du bouton droit de la souris. La définition du composant s'affiche directement. Saisissez son nouveau nom : captage.

L'information principale est ici constituée par l'apport naturel disponible en ce point. Il vous faut saisir le nom de la station hydrométrique, ici DAVID130, correspondant à votre point de prise sur la rivière Bras David au nord de la Basse-Terre. Vous pouvez consulter la chronique annuelle de la ressource à partir de l'action du bouton Objet de la barre d'outils Sélection puis du bouton graphe de la barre d'outils Vues. Actionnez l'onglet Graphique pour une représentation de la courbe de variation.

Par l'action du bouton Systeme de la barre d'outils Sélection, revenez sur la vue graphique du système d'eau puis déplacez l'objet Jonction, schématisé par un rond, à l'emplacement de la prise sur Bras David.

La sortie du système

Vous pouvez créer la jonction correspondant à l'exutoire de la Grande rivière à Goyave par la simple action du bouton Ajouter composant dans la barre Outils. Cette fonction ajoute dans le système une copie du composant sélectionné, placé au Nord Est de l'objet initial. Déplacez cette nouvelle jonction à l'endroit souhaité.

Après action du bouton Objet de la barre d'outils Sélection puis Définition de la barre d'outils Vues, modifiez les caractéristiques de l'objet : nom sortie, pas d'apport naturel.

Ajouter des liens

A ce stade de la construction il vous faut définir les liens hydrauliques entre vos composants. Votre système n'est en effet pas valide comme vous pouvez le constater par l'action du bouton Validité de la barre d'outils Vues : la liste des incohérences vous signale que votre demande en eau potable n'est pas alimentée, que les jonctions ne sont pas connectées.

Ajoutez un arc de surface par l'action du bouton gauche de la souris et la touche Alt du clavier enfoncés sur le noeud amont et relachés sur le noeud aval, ici captage et aep respectivement. Pour créer le lien correspondant à la Grande rivière à Goyave, sélectionnez, à partir du menu du haut Outils, Ajouter composant type puis Arc naturel.

Vous pouvez consulter et modifier les définitions de ces liens en sélectionnant l'arc souhaité avec la souris et par l'action du bouton Objet de la barre d'outils Sélection.

Simuler la desserte en eau

Avant d'exécuter la simulation, consultez l'ensemble des caractéristiques retenues par l'action du bouton Systeme de la barre d'outils Sélection puis le bouton Définition de la barre d'outils Vues. Vous pouvez renommer le système et modifier des caractéristqiues de simulation comme le pas de temps d'étude, le mois début, le nombre de mois, etc. Pensez à utiliser le menu contextuel pour disposer d'informations sur les cellules de saisie.

Démarrez l'exécution par l'action du bouton Simuler de la barre ou du menu Outils. Une fenêtre s'affiche renseignant sur l'avancement de la simulation - voir Figure D2.3.

Figure D2.3. - Simulation du système - vue graphique

Evaluer les performances

Vous pouvez visualiser différents résultats de la desserte en eau sur le système ou sur certains composants. Vous avez accès à des chroniques sur des variables du modèle et à des cumuls et des statistiques issus de ces résultats de manière à disposer d'indicateurs synthétiques pour évaluer les performances d'un aménagement.

Ainsi, en mode Graphique sur le système d'eau, l'action du bouton Résultats de la barre d'outils Vues affiche la fenêtre présentée sur la Figure D2.4.. Ces camemberts présentent les parts entre apport et déficit sur la desserte pour les consommations en eau, pour l'ensemble de la période simulée, pour l'année la plus déficitaire, pour la période de déficit la plus longue et pour le mois le plus déficitaire.

Figure D2.4. - Résultats globaux - vue graphique

Actionnez de nouveau le bouton Résultats de la barre d'outils Vues. Vous disposer de :

résultats globaux, présentés sur la Figure D2.5, sur les déficits de demande en eau où nous distinguons demande consommatrice (C), demande d'utilisation (U) et demande écologique (E) et les valeurs suivantes :
1. déficit total : pourcentages de déficit sur la totalité de la période simulée ;
2. déficit max annuel : pourcentages de déficit sur l'année avec le maximum de déficit pour les demandes consommatrices ;
3. plus long déficit : pourcentages de déficit sur la période la plus longue avec des déficits consécutifs pour les demandes consommatrices, nous donnons le premier mois et le nombre de mois consécutifs ;
4. déficit max mensuel : pourcentages de déficit sur le mois avec le maximum de déficit pour les demandes consommatrices.

Pour 2-3-4, nous nous référons au déficit maximum pour les demandes consommatrices et nous présentons les valeurs correspondantes pour les demandes d'utilisation et écologiques, ainsi que pour les rapports entre sortie et apport naturel du système et pourcentage de remplissage des différents réservoirs par rapport à leur volume objectif.

Figure D2.5. - Résultats système - vue tableau résultats

accès, par l'action du bouton Objet , aux chroniques relatives aux résultats précédents soit en valeurs absolues, soit en pourcentages.
cumuls saisonniers des demandes et déficits pour les consommations d'eau (C), les besoins d'utilisation (U) et les besoins écologiques (E) qui correspondent aux débits réservés dans les arcs naturels. Sont également cumulés mois par mois les apports et les sorties naturels du système.
comparaisons sur la desserte des demandes (consommations en eau et utilisations d'eau) à partir des valeurs de pourcentages et des dates sur leur déficit total, leur déficit max annuel, leur plus long déficit et leur déficit max mensuel. Vous pouvez directement accéder aux résultats d'une demande particulière par l'action du bouton Objet sur l'un des éléments de la liste.

Un aménagement plus complexe

Sur l'exemple précédent, vous avez expérimenté la construction d'un aménagement simple. Pour tout autre aménagement, le principe est le même. Il suffit de définir les ressources, les demandes, les jonctions éventuelles et les liens hydrauliques. A tout moment vous pouvez vérifier la validité de votre construction et corriger les incohérences éventuelles signalées.

Plutôt que vous guidez pas à pas sur l'ajout successif de composants, ce qui serait fastidieux, nous allons charger un aménagement existant.

Actionnez le bouton Ouvrir de la barre d'outils ou du menu Fichier. Dans la boite de dialogue ouverte, sélectionnez le fichier Amenagements_A1.txt et ouvrir. Le chargement de l'aménagement s'effectue à partir de la définition complète du système sous forme de texte.

Connaître l'aménagement

Choisissez le mode Graphique, si ce n'est déjà fait, pour visualiser le schéma du système présenté sur la Figure D3.1. Amenagements_A1 correspond au système d'adduction mixte eau potable - irrigation de la Grande-Terre à partir des seules ressources du nord de la Basse-Terre.

Détailler la structure

Vous pouvez consulter la définition de l'ensemble du système ou naviguer d'un composant à l'autre pour visualiser sa définition.

Figure D3.1. - Aménagements_A1 - vue graphique

Les besoins en eau potable

Ces besoins sont modélisés par des Consommations en eau qui représentent les stations de traitement en tête des réseaux d'adduction en eau potable des communes. Les demandes sont donc sensibles au rendement de ces réseaux. Les valeurs correspondent ici aux tranches de production des stations pour un rendement de 50% (L'hypothèse 65% de rendement est présentée dans la suite). Comme nous l'avons vu précédemment, il est pris en compte deux valeurs de la demande en eau potable journalière sur l'année : une valeur dite de pointe, applicable durant la période sèche de carême de février, mars, avril, et une valeur dite moyenne, valable tout le reste de l'année.

Tableau D3.1. - Aménagements_A - Demandes AEP en m3/j - efficience 50%

Station de traitement	Débit moyen	Débit de pointe
Caduc	30000	40000
Deshauteur	20000	25000
Gachet	4000	5000
Lamentin	9000	11500
Miquel	15000	15000
Vernou	13500	13500
total	91500	110000

Les besoins d'irrigation

Ces besoins sont modélisés par des Consommations en eau dont la demande est constituée par la chronique des cumuls des besoins théoriques pour l'ensemble des cultures pour chaque zone irriguée. Le calcul des ces besoins est détaillé dans le dernier exemple. Nous considérons ici les zones irriguées et les cultures suivantes :

Tableau D3.2. - Aménagements_A - surfaces irriguées en ha

Zone	nom	maraichage	fourrage	canne	*Total*
Est Grande-Terre	dLetaye	567	121	1490	2178
Nord Grande-Terre	dgachet	650	130	2020	2800
Blanchet	d_pbl	150	15	75	240
Boisviniere	d_pd	75	22.5	30	127.5
Belle-Plaine	d_pbl	30	7.5	15	52.5
Birmingham	d_pbm	15	3	12	30
Total culture		1487	299	3642	5428

Les ressources mobilisées

Seules les ressources de surface de la Grande Rivière à Goyave au nord de la Basse-Terre sont sollicitées avec les prises en rivière de Traversée, Bras David, Vernou, modélisées par des jonctions. Les apports naturels sont constitués par des chroniques d'écoulements historiques ou reconstituées sur des stations hydrométiques. Ainsi l'apport sur la prise de Vernou correspond à 64% de l'écoulement naturel reconstitué à la station de la Traversée située en aval.

Tout ouvrage de prélèvement en rivière doit comporter un dispositif permettant de laisser en permanence dans le lit de la rivière un débit minimum dit débit réservé. Ce débit est fixé règlementairement au 1/10 du module interannuel au point de prélèvement. Ces débits réservés sont définis par les flux min dans les arcs naturels à l'aval des jonctions correspondant aux captages en rivière et aux confluences.

Tableau D3.3. - Aménagements_A - Débits réservés (l/s)

nom	rivière	Débit réservé
David130	Bras David cote 130	290
Traverse	Gde Riv. à Goyave cote 125	140
Vernou	Gde Riv. à Goyave cote 250	140
Prisdeau	aval Prise d'Eau	430
Letaye	aval retenue	0
Gachet	aval retenue	0

Le système comporte les deux retenues de Letaye-Amont et de Gachet en Grande-Terre. Ces retenues sont modélisées par des réservoirs caractérisés par leur courbe de remplissage. La retenue de Letaye a une capacité de 550 000 m3, celle de Gachet de 2 800 000 m3. Il est tenu compte des apports par écoulement et par pluie directe sur la retenue, et des pertes par évaporation et par infiltration.

Détailler les règles de gestion

La politique de distribution de l'eau découle de la définition de pénalités sur un non respect d'objectifs. Ces pénalités induisent un ordre de priorité dans la desserte des demandes et la mobilisation des réserves.

Nous avons adopté la même priorité pour toutes les demandes dites écologiques exprimées par les flux min au niveau des arcs naturels, à savoir une valeur de pénalité de 1 pour le non respect du débit réservé.

Pour les consommations en eau, nous différencions les demandes d'irrigation et d'eau potable, avec une priorité croissante. Nous distinguons 2 niveaux pour chaque demande.

Tableau D3.4. - Aménagements_A1 - Priorités de distribution

type	tranche	pénalité
débit réservé	100%	1
irrigation	50%	3
irrigation	50%	4
eau potable	10%	4
eau potable	90%	5

Pour les réservoirs, les pénalités négatives portent sur le déficit de remplissage par rapport au stockage objectif, les pénalités positives font référence à l'excès de remplissage par rapport à l'objectif. Nous distinguons 2 zones : une tranche basse où l'eau ne peut être mobilisée donc avec des pénalités négatives très importantes (1000) et la tranche de fonctionnement normal. Dans cette tranche la pénalité positive est très élevée (1000) : le remplissage n'excèdera pas le stockage objectif. La pénalité négative est de 2.9 pour Gachet et 2.95 pour Letaye.

Avec ces pénalités, l'eau est donc distribuée en priorité pour satisfaire la tranche basse des réservoirs, puis 90% de l'eau potable, puis 50% de l'irrigation et 10% d'eau potable, puis 50% de l'irrigation, puis la réserve de Letaye, puis la réserve de Gachet et enfin les débits réservés.

Evaluer les performances

Simulez la desserte en eau par l'action du bouton Simuler de la barre ou du menu Outils. Cette desserte s'effectue au pas de temps mensuel.

Vous pouvez visualiser différents résultats de la desserte en eau du système par l'action du bouton Résultats de la barre d'outils Vues. Vous pouvez comparer la desserte en eau sur les consommations en eau comme présentée sur la Figure D3.2. Cette desserte est bien conforme aux priorités définies.

Figure D3.2. - Amenagements_A1 mois - Comparaison desserte demandes

Modifier les règles de gestion

Une simulation est repérée par un numéro, par exemple 1 pour la desserte précédente. Après la simulation, toutes les caractéristiques de gestion et des résultats annuels et saisonniers sont sauvegardés dans un fichier objet du nom de l'aménagement et avec comme extension .s<numéro de simulation>. Vous pouvez ainsi sauvegarder et bien sûr recharger jusqu'à 99 simulations.

Modifier des règles communes

Pour modifier le numéro de simulation et le pas de temps de la desserte, sélectionnez la vue de niveau 2 sur le système d'eau, puis actionnez le bouton Objet de la barre d'outils Sélection sur la ligne Propriétés de gestion. Saisissez 2 comme nouveau numéro de simulation et 2 comme nouveau mode pour choisir un processus de simulation avec une desserte au pas de temps décadaire. C'est ce pas de temps, couramment utilisé en agronomie, qui sera employé par la suite car il semble établir le meilleur compromis entre précision des résultats (il évite des lissages mensuels), banque de données disponibles et lourdeur des manipulations.

Après simulation de la desserte, vous pouvez comparer vos résultats avec la desserte mensuelle précédente.

Si vous visualisez la représentation graphique des aménagements, vous pouvez constater qu'une nouvelle couche a été ajoutée avec comme nom Amenagements_A1 - 2 à la suite de Amenagements_A1 - 1. Les objets de ces couches possèdent des résultats caractéristiques de la desserte. Vous pouvez ainsi choisir de visualiser les aménagements suivant ces différents aspects à partir du choix des légendes : déficit moyen, déficit maximum annuel (voir Figure C8.2.), plus long déficit, déficit maximum mensuel, retour déficit annuel > 0%, retour déficit annuel > 5%, retour déficit annuel > 25%, déficit annuel.

Vous pouvez ainsi comparer graphiquement 2 simulations, en jouant sur l'opacité ou la position (menu contextuel sur les couches) comme sur l'exemple Figure D3.3. qui permet en un coup d'oeil de voir l'effet de lissage du mensuel.

Figure D3.3. - Amenagements_A1 mois décades - Graphique retour déficit > 5%

Modifier des règles de composants

Vous pouvez bien sûr modifier des propriétés de gestion d'un composant particulier en le sélectionnant. Les alternatives de gestion considèrent souvent des modifications similaires sur plusieurs composants. Ainsi la simulation 3 fera référence à une desserte en eau où les débits réservés deviennent prioritaires.

Sous la vue de niveau 2 du système d'eau, sélectionnez tous les arcs naturels puis actionnez le bouton Sélection de la barre d'outils Sélection. Choisissez la vue Définition pour disposer de toutes les propriétés des composants. Passez en mode Texte et supprimer toutes les propriétés à l'exception de la ligne penalites. Saisissez 5 comme nouvelles valeurs mensuelles. Pour valider vos modifications, actionnez le bouton Appliquer de la barre Outils

Modifier les demandes en eau

Modifier les demandes en eau correspond à changer des propriétés structurales des aménagements. Il convient alors de renommer le système d'eau étudié avant de faire ces modifications. A titre d'exercice, vous pouvez créer des aménagements correspondant aux cas pratiques suivants.

Modifier l'efficience de l'AEP

Une recherche et une réparation des fuites sur le réseau d'adduction en eau potable pourrait permettre d'atteindre une efficience de 65%. Ce qui conduit à considérer les demandes de production des stations de traitement présentées dans le Tableau D3.5. La demande globale est abaissée de 9% par rapport à une efficience de 50%

Tableau D3.5. - Demandes AEP en m3/j - efficience 65%

Station de traitement	Débit moyen	Débit de pointe
Caduc	30000	40000
Deshauteur	20000	25000
Gachet	0	0
Lamentin	5000	6500
Miquel	15000	15000
Vernou	13500	13500
total	83500	100000

Renommez votre système en Amenagements_A1r65. Effectuez les modifications sur les consommations en eau concernées. Simulez la desserte en eau et comparez avec les simulations précédentes.

Abaisser la demande d'irrigation

Les besoins d'irrigation considérés sont des besoins théoriques. Ils peuvent surestimer la demande effective. Aussi il est fortement conseillé d'effectuer une analyse statistique sur les consommations pour cerner l'impact des pratiques culturales et mieux évaluer les besoins. Une solution palliative consiste à considérer brutalement un coefficient d'abattement sur les demandes.

Vous pouvez ainsi étudier l'impact sur la desserte d'un abattement de 25%. Renommez votre système en Amenagements_A1i75. Effectuez les modifications sur les consommations en eau concernées en saisissant simplement 0.75 comme nouveau coefficient au niveau de demande source. Simulez la desserte en eau et comparez avec les simulations précédentes.

Des variantes d'aménagements

Etudier le schéma d'utilisation des eaux d'une région consiste à considérer de nombreuses variantes à partir d'un système d'eau existant afin de cerner les évolutions probables sur differents horizons de planification. Nous présentons des cas concrets de mobilisation de nouvelles ressources, avec des modifications structurales importantes, des augmentations de demandes en eau, une recherche d'amélioration de la qualité des eaux, etc. L'outil permet finalement de créer une synthèse graphique afin de présenter les variantes les plus plausibles.

Modifier la structure de l'aménagement

Le premier exemple consiste à mobiliser une ressource de surface supplémentaire pour améliorer la desserte du système Amenagements_A1. Il nous permet de détailler les règles de mobilisation lors d'alimentation de besoins à partir de plusieurs ressources.

La rivière Bras de Sable apparaît comme un site possible pour l'implantation d'une prise d'eau complémentaire afin de permettre une meilleure desserte des besoins tout en respectant les débits réservés. Par contre le captage proposé se situe à la cote 50 m NGG, un pompage est nécessaire pour mobiliser les ressources au niveau de l'ouvrage. En raison du coût d'une telle opération, la station devra être utilisée le moins souvent possible, c'est à dire essentiellement en période de carême.

Figure D4.1. - Amenagements_A2 - vue graphique

Il s'agit donc d'ajouter une nouvelle jonction bsable pour modéliser le captage et de la placer au niveau de la station hydrométrique existante. Une chronique d'écoulement est donc directement disponible pour définir l'apport naturel.

Créez un arc naturel entre le captage et l'exutoire de la Grande Rivière à Goyave. Le débit réservé, correspondant au 1/10 du module, est de 150 l/s.

Reliez le captage à la conduite mixte de diamètre 1400 mm alimentant la Grande-Terre conformément au schéma du système présenté sur la Figure D4.1.

Les besoins desservis par cette conduite f1400 peuvent être alimentés par la conduite f1000 en place et par la nouvelle conduite créée. Les parts de desserte attendue sont définies par les capacités de transit des liens, à savoir la définition du flux max.

La capacité de transit de la conduite f1000 est fixée à 1.95 m3/s. Si vous définissez une capacité de la nouvelle conduite de 350 l/s, le captage de Bras de Sable sera mobilisé à hauteur de 350 / (350 + 1950) soit 15% de la demande.

Pour limiter le pompage au carême, vous allez définir ce flux max de février à mai et une capacité de transit nulle le reste de l'année. Vous pouvez tester plusieurs hypothèses de gestion en jouant notamment sur les priorités des débits réservés et la capacité de transit.

Multiplier les variantes

Aménagements B

La modification majeure par rapport aux aménagements A consiste à solliciter des ressources de la Côte-au-Vent (prises de la Rose et de la Lézarde) et du Sud de la Basse-Terre (retenues de Dumanoir et Moreau).

La demande en eau subit une augmentation importante notamment du fait de l'irrigation des 2000 ha de bananes sur la Côte-au-Vent.

Si on considère une efficience des réseaux de 50%, la demande en eau potable augmente de 18% par rapport aux aménagements A. Vous pouvez étudier également l'hypothèse d'une efficience des réseaux AEP de 65%, correspondant à un abattement global de 22% de la demande.

Tableau D4.1. - Aménagements_B - Demandes AEP en m3/j

Station de traitement	Débit moyen r.50%	Débit de pointe r.50%	Débit moyen r.65%	Débit de pointe r.65%
Caduc	30000	40000	30000	40000
Deshauteur	40000	50000	20000	25000
Gachet	4000	5000	0	0
Lamentin	9000	11500	9000	11500
Miquel	15000	15000	15000	15000
Vernou	13500	13500	13500	13500
total	111500	135000	87500	105000

Pour l'irrigation de la Grande-Terre, on considère que seules les zones irriguées du Nord connaissent une augmentation.

Tableau D4.2. - Aménagements_B - surfaces irriguées en ha

Zone	nom	maraichage	fourrage	canne	*Total*
Est Grande-Terre	dLetaye	567	121	1490	2178
Nord Grande-Terre	dgachet	960	190	3000	4150
Blanchet	d_pbl	150	15	75	240
Boisviniere	d_pd	75	22.5	30	127.5
Belle-Plaine	d_pbl	30	7.5	15	52.5
Birmingham	d_pbm	15	3	12	30
Total culture		1797	359	4622	6778

Figure D4.2. - Amenagements_B1 - vue graphique

Vous pouvez définir des variantes avec des débits réservés plus hauts pour améliorer la qualité des cours d'eau. De même vous pouvez construire une variante Amenagements_B2 qui considère un réservoir à la place de la prise sur Bras David.

Tableau D4.3. - Aménagements_B - Débits réservés (l/s)

nom	rivière	Débit légal	Débit haut
David130	Bras David cote 130	290	500
Traverse	Gde Riv. à Goyave cote 125	140	350
Vernou	Gde Riv. à Goyave cote 250	140	150
Prisdeau	aval Prise d'Eau	430	600
Lezarde	La Lézarde cote 110	100	100
Larose	La Rose cote 125	100	250
Moreau	Moreau cote 125	100	200
Carbet	Grand-Carbet cote 240	150	300
Perou	Pérou cote 250	150	280

Aménagements C

Aucune ressource nouvelle n'est mobilisée. Mais on considère une augmentation importante de la demande en eau.

Si on considère une efficience des réseaux de 50%, la demande en eau potable augmente de 27% par rapport aux aménagements B, soit 40% par rapport aux aménagements A. Vous pouvez étudier également l'hypothèse d'une efficience des réseaux AEP de 65%, correspondant à un abattement global de 40% de la demande.

La surface irriguée de la Côte-au-Vent passe de 2000 à 3800 ha de bananes. Les zones irriguées de la Grande-Terre sont considérées inchangées.

Tableau D4.4. - Aménagements_C - Demandes AEP en m3/j

Station de traitement	Débit moyen r.50%	Débit de pointe r.50%	Débit moyen r.65%	Débit de pointe r.65%
Caduc	65000	80000	30000	40000
Deshauteur	40000	50000	20000	25000
Gachet	8000	10000	0	10000
Lamentin	12000	15000	9000	11500
Miquel	15000	15000	15000	15000
Vernou	13500	13500	13500	13500
total	153500	183500	87500	115000

Vous pouvez construire une variante Amenagements_C2 qui considère un réservoir à la place de la prise sur Bras David et une variante Amenagements_C3 avec l'implantation d'un grand réservoir de 10 Millions de m3 dans les Grands-Fonds (voir Figure D4.3.).

Figure D4.3. - Amenagements_C3 - vue graphique

Pour pouvoir comparer les différentes variantes numériquement, vous pouvez copier les résultats globaux de chacune et coller ces caractéristiques sous un tableur. Vous pouvez considérer des chroniques de variables particulières comme les débits à l'aval des captages pour mieux appréhender la qualité des cours d'eau ou comme les stockages dans les réservoirs pour étudier leur mobilisation. Le plus simple est de sélectionner la chronique avec la commande Objet et considérer la vue Graphe qui effectue un copier automatique des données dans le presse-papiers.

Créer des synthèses graphiques

Vous pouvez créer une synthèse graphique afin de présenter les variantes les plus plausibles.

Chargez les aménagements que vous voulez présenter. Les systèmes d'eau ont été préalablement simulés donc vous pouvez ouvrir ces aménagements à partir des fichiers objets (extension hyd). Eventuellement supprimez ou déplacez des couches aménagements avec le menu contextuel dans la fenêtre à onglet Couches.

Vous pouvez alors sauvegarder les données graphiques avec vos aménagements et les résultats caractéristiques dans un fichier d'extension xmd (pour eXtensible Map Definition). Ce fichier peut être visualisé avec ActiveMap comme présenté sur la Figure D4.4..

Figure D4.4. - Synthèse graphique - visualisation avec ActiveMap

Les besoins d'irrigation

Les besoins en eau de l'irrigation dépendent de plusieurs facteurs : la surface irriguée, sa localisation, la pluie et l'évaporation sur la zone étudiée, le type de culture et les pratiques culturales. Le dernier aspect est difficile à prendre en compte sans des études spécifiques très poussées. Donc ce que nous proposons de calculer ici correspond à une estimation des besoins théoriques des cultures. Ces valeurs demandent donc à être repositionnées par une analyse statistique des chroniques réelles de consommations d'eau pour l'irrigation.

Localiser les surfaces irriguées

La Figure D5.1. présente la localisation des zones irriguées de la Grande-Terre. Le Tableau D5.1. détaille pour chaque périmètre les surfaces irriguées par type de culture.

Figure D5.1. - Localisation des zones irriguées

Tableau D5.1. - Aménagements_B - Détail des surfaces irriguées en ha

Zone	nom	maraichage	fourrage	canne	*Total*
Letaye	P0	35	25	10	70
Moule	P1	145	11	210	366
St François ouest	P2	17	6	360	383
St François nord	P3a	200	25	700	925
St François est	P3b	170	54	210	434
Est Grande-Terre	Letaye	567	121	1490	2178
Port-Louis	P1n	50	10	140	200
Petit-Canal	P4	180	30	540	750
Gachet	Pg	500	100	1600	2200
Anse-Bertrand	Pab	230	50	720	1000
Nord Grande-Terre	Gachet	960	190	3000	4150
Blanchet	PBL	150	15	75	240
Boisviniere	PD	75	22.5	30	127.5
Belle-Plaine	PBL	30	7.5	15	52.5
Birmingham	PBM	15	3	12	30
Total culture		1797	359	4622	6778

Pour calculer la pluie moyenne sur les périmètres irrigués, nous disposons de chroniques de pluie décadaires sur de nombreux postes pluviométriques.

Il faut donc calculer la part d'apports d'une station pluviométrique sur une surface donnée. On considère la méthode de Thiessen qui prend comme hypothèse, qu'un point est influencé par la station la plus proche. L'onglet Outils implémente cette méthode de Thiessen et permet de calculer la zone d'influence de chaque station, comme présenté sur la Figure D5.2. Dans la couche Irrigation, pour chaque zone irriguée, il est ajouté le pourcentage des stations les plus proches (au maximum 6).

Figure D5.2. - Influence des postes pluviométriques - Thiessen

Définir les zones irriguées

Il faut définir des objets zones irriguées pour chaque périmètre et chaque type de culture. Des études précédentes ont montré qu'il était judicieux de différencier pour chaque périmètre, le maraichage, le fourrage, et 4 assolements pour la canne à sucre, caractérisés par les dates de récolte.

Maraichage

Réserve Utilisable (RU) : 80 mm

Réserve Facilement Utilisable (RFU) : 30 mm

Coefficient cultural (Kc) : 0.95

Fourrage

Les caractéristiques retenues sont celles utilisées par le Service Météorologique, synthétisées ci-dessous :

Réserve Utilisable (RU) : 110 mm

Réserve Facilement Utilisable (RFU) : 50 mm

Coefficient cultural (Kc) : 1

Canne à sucre

Pour la canne à sucre, contrairement aux précédents types de culture, il est important de tenir compte de la pratique culturale dans la simulation.

Les résultats présentés font référence aux travaux de l'I.R.F.A. et du C.I.R.A.D. [ COMBRES 1989 ] et [ COMBRES 1990 ].

Une exploitation équilibrée comprend différentes soles, caractérisées par leur date de récolte. Ces dates de récolte s'étalent de la mi-Février à la mi-Juin.

On considère une période sans irrigation pour l'ensemble des soles du 1er octobre au 15 décembre et, pour chaque sole, durant les 2 mois qui précèdent sa récolte.

Le coefficient cultural d'une sole suit alors un cycle de 12 mois, caractérisé par 3 phases :

1. Phase initiale : Durant les 2 mois qui suivent la récolte, la fraction de sol nu est prédominante et le coefficient cultural est constant : Kc =0.5;
2. Phase de croissance active : Sur cette période de 4 mois, le coefficient cultural varie linéairement de Kc = 0.5 à Kc = 1.0;
3. Phase de maturité : Durant les six derniers mois, le coefficient cultural est constant, Kc = 1.0 .

Les valeurs préconisées par le Service Météorologiques respectivement pour la réserve utile, et la réserve facilement utilisable sont :

RU = 140 mm
RFU = 60 mm

Il convient de tenir compte des diverses soles qui cohabitent sur une zone irriguée donnée. Diverses simulations tests ont démontré que la prise en compte de plus de 4 soles sur une même zone irriguée n'apportait pas de modification significative de l'estimation de la demande en eau annuelle moyenne de la zone considérée.

Il a donc été choisi de modéliser un périmètre de culture de canne à sucre par 4 soles, dont les dates de récolte respectives sont : 15 février, 15 mars, 15 avril, et 15 mai.

Banane

Les caractéristiques retenues sont le fruit d'une concertation avec l'IRFA Capesterre-Belle-Eau.

Réserve Utilisable (RU) : 36 mm

Réserve Facilement Utilisable (RFU) : 12 mm

Coefficient cultural (Kc) : 1.1

Figure D5.3. - Définition des zones irriguées

Exploiter les résultats

Pour définir les chroniques des demandes théoriques cumulées sur les zones irriguées retenues, il s'agit de sélectionner la jonction en amont de ces zones et d'accéder à la vue Résultats qui permet de connaître l'ensemble des demandes à l'aval. Vous pouvez ainsi accéder aux chroniques cumulées correspondant aux bilans mensuels et décadaires. Utilisez un tableur du type Microsoft Excel pour coller ces chroniques et constituer des nouveaux fichiers d'apports.

HyD2002 - Interface graphique

HyD2002 - Objectifs - Interface graphique - Les objets du modèle - Fichiers d'entrée-sorties - Tutoriel

Cette partie présente les bases du fonctionnement de l'interface graphique proposée et illustre, par des exemples de définition d'un système d'eau, différentes fonctionnalités.

L'interface homme-machine proposée vise à répondre de manière générale aux 3 grandes fonctionnalités d'un environnement d'aide à la gestion des ressources en eau :

la construction de systèmes d'eau ;
la simulation et/ou l'optimisation de la gestion opérationnelle ;
l'évaluation des performances.

L'interface graphique définie sert ainsi à visualiser et modifier les objets de l'application (systèmes d'eau, composants, définitions...) et à naviguer d'un à l'autre. Une fenêtre centrale donne une représentation texte, tableau ou graphique d'un objet sur lequel on peut éventuellement agir.

L'application, bien que portable entre différentes plateformes (utilisation du langage de programmation Java), adopte la configuration classique sous l'environnement Microsoft Windows avec un menu principal, des barres d'outils et une fenêtre principale.

L'affichage de la fenêtre principale est conditionné par les onglets du bas permettant de choisir entre un mode texte, tableau ou graphique. La Figure C1.1 présente les vues sous forme tableau et graphique d'un même système d'eau.

Figure C2.1. - Système d'eau - vue tableau et graphique

L'interface proposée offre :

une facilité de sélection pour une navigation aisée entre objets : système d'eau, composants, chroniques, etc ;
des vues multiples d'un même objet : description, définition, validité, résultats divers, etc ;
des outils pour modifier ces objets : ajouter un composant, appliquer des politiques de gestion, etc.

La barre d'outils Sélection permet une navigation aisée entre objets pour choisir l'objet à afficher.

Système

affiche le système d'eau dans son ensemble. La représentation graphique est géoréférencée et utilise des fonds cartographiques plus ou moins riches rangés par couches - voir Vue graphique d'un système d'eau .

Sélection

affiche une sélection de composants. Par exemple, certaines demandes en eau peuvent être sélectionnées afin de définir des caractéristiques communes. La représentation graphique utilise les mêmes fonds cartographiques que le système complet.

Objet

affiche l'objet correspondant à la position du curseur. Cet objet peut être un composant ou une caractéristique d'un composant ou du système d'eau. Un objet possède dans tous les cas un label qui le qualifie et un type qui le décrit. Un objet peut être simplement une information simple du type chaine de caractères ou valeur numérique. Mais il correspond le plus souvent à des informations structurées correspondant à des agrégations plus ou moins complexes d'informations simples.

Précédent

affiche l'objet précédent de la liste des objets déjà sélectionnés. Un objet n'est présent qu'une fois dans la liste.

Suivant

affiche l'objet suivant dans la liste des objets déjà sélectionnés.

La barre d'outils Vues permet de visualiser différents aspects de l'objet sélectionné.

Niveau 1

affiche le label et la description des structures de premier niveau d'un objet. Ainsi un composant en eau correspond à 2 définitions principales : structure et gestion, qui sont les boîtes contenant respectivement les caractéristiques structurales et de gestion.

Niveau 2

affiche le label et la description des structures de deuxième niveau d'un objet. Il s'agit de détailler les définitions premières, comme le montre la Figure C2.1.

Niveau 3

affiche le label et la description des structures de troisième niveau d'un objet.

Définition

affiche la définition complète d'un objet. Pour détailler une caractéristique, il suffit de positionner le curseur sur la ligne correspondante et d'utiliser le bouton Objet de la barre Sélection pour visualiser cette propriété sous différentes facettes.

Graphe

affiche les données correspondant à la vue graphique.

Validité

affiche des informations relatives à la validité de la définition : Ok si l'objet est valide et la liste des incohérences sinon. Il suffit de positionner le curseur sur cette incohérence et d'utiliser le bouton Objet de la barre Sélection pour corriger la définition.

Résultats

affiche les résultats associés à un objet, si ils existent.

Le menu et la barre Outils permettent de modifier les objets sélectionnés.

Appliquer

applique les modifications du texte de définition d'un objet, c'est à dire affecte à l'objet étudié les caractéristiques définies par le texte saisi. Cette commande n'est effective qu'avec les modes d'affichage texte et tableau et assure un controle de validité sur la saisie.

Mettre à jour

met à jour l'affichage sous le mode texte ou tableau en prenant en compte d'éventuelles modifications dans la définition d'un objet.

Ajouter composant

crée un nouveau composant du type correspondant à la position du curseur dans le mode texte ou tableau. Sous le mode graphique, ce composant est obtenu par copie de l'objet sélectionné préalablement par l'action du bouton gauche ou par une sélection antérieure.

Simuler

simule la desserte en eau du système. Une fenêtre s'affiche renseignant sur l'avancement de la simulation.

Le menu et la barre d'outils Edition

permettent les échanges de données entre objets et avec d'autres applications en utilisant le Presse-Papiers du système d'exploitation. Ceci est en particulier utile pour copier des caractéristiques identiques entre composants ou pour coller des définitions ou des résultats dans des traitements de texte ou des tableurs.

Couper

supprime de l'aménagement les composants sélectionnés dans le mode d'affichage tableau et graphique. Sous le mode texte, cette commande coupe le texte sélectionné s'il est éditable c'est à dire s'il correspond aux vues Définition et Graphe.

Copier

copie le texte sélectionné dans le Presse-papiers du système d'exploitation.

Coller

colle le contenu du Presse-papiers à l'emplacement sélectionné sous le mode texte, en remplacement de la définition de l'objet sous le mode tableau.

Le menu et la barre d'outils Fichier permettent l'ouverture et la sauvegarde de documents.

Nouveau

crée un nouveau système d'eau. Cet aménagement nommé systeme1 est vide.

Ouvrir

donne accès à une boîte de dialogue d'ouverture de fichiers. Cette commande permet de charger un nouvel aménagement, une simulation en remplacement des propriétés de gestion du système d'eau courant, un nouveau fond cartographique - voir

Sauvegarder

donne accès à une boîte de dialogue d'enregistrement de fichiers. Cette commande permet de sauver l'aménagement actif, la simulation courante, etc - voir Les fichiers d'entrées - sorties .

La construction d'un système d'eau s'effectue par l'ajout successif de nouveaux composants.

Vous pouvez utiliser la commande Ajouter composant type comme le montre la Figure C3.1. Cette commande est accessible par le menu Outils ou par le menu contextuel (action du bouton droit de la souris). En mode Tableau ou Texte, la définition du nouveau composant s'affiche automatiquement.

Vous pouvez également utiliser la commande Ajouter composant à partir du menu Outils ou par l'action du bouton dans la barre Outils . Cette commande ajoute une copie d'un composant sélectionné préalablement ou un composant du type donné par le contexte. Ainsi, sous la vue de niveau 2 du système d'eau, cette commande ajoutera un nouveau composant du type donné par la position du curseur dans le tableau, par exemple un nouveau Réservoir si vous êtes positionné sur reservoirs liste.

A tout moment, il est possible de vérifier la cohérence de sa construction à partir de la vue Validité du système d'eau. L'ajout des composants peut s'effectuer uniquement en mode tableau ou texte. Mais il est fortement probable, que l'utilisateur utilisera préférentiellement la représentation graphique du système d'eau pour effectuer ces ajouts et les modifications.

Remarque : Pour supprimer un composant, sélectionner cet objet et actionner le bouton Couper dans la barre d'outils Edition .

Figure C3.1. - Ajout d'un composant - vue niveau 2

La définition se présente sous la forme d'un tableau avec 13 colonnes. La première colonne, non éditable, contient les labels des définitions. Toute cellule correspondant à un champs possède un éditeur spécifique. Une vérification sur la conformité des caractères alpha-numériques et sur un dépassement de bornes éventuel est effectué lors de la validation du champs (lors du passage à une autre cellule ou par action de la touche Enter). Une cellule vide est non éditable.

Vous pouvez obtenir des informations sur la donnée d'une cellule dans le menu contextuel (action du bouton droit de la souris) comme sur l'exemple de la Figure C4.1. Vous disposez ainsi du nom, du type de la donnée, des bornes supérieures et inférieures dans le cas d'une valeur numérique et éventuellement de l'unité dans laquelle cette valeur est exprimée.

Figure C4.1. - Consommation en eau - vue définition

Pour obtenir la description de tous les champs d'une définition, actionner le bouton Niveau 3 de la barre d'outils Vues , comme l'exemple de la Figure C4.2.

Il peut être plus clair de décrire une variation saisonnière par exemple à partir de sa propre définition, qui précisera explicitement dans ce cas les mois, et permettra d'obtenir la courbe correspondante. A cette fin, il suffit de se positionner sur la ligne à modifier et actionner le bouton Objet de la barre d'outils Sélection .

Figure C4.2. - Consommation en eau - vue niveau 3

La définition sous forme texte est moins conviviale que la forme tableau. Mais elle permet une utilisation très souple du Copier - Coller, notamment dans le cas de modifications de propriétés sur plusieurs composants. Pour valider une définition, il faut utiliser la commande Appliquer par l'action du bouton de la barre d'Outils .

Tout objet manipulé possède sa propre représentation graphique, qui peut être visualisée à partir de l'onglet du bas Graphique. Cette représentation fait référence à certaines caractéristiques : par exemple les courbes de remplissage d'un réservoir, la variation de la demande pour une consommation en eau - voir Figure C5.1 -, la variation des débits réservés pour un arc naturel, etc.

Sur tous les graphiques, vous pouvez utiliser les fonctionnalités suivantes :

effectuer un zoom avec le bouton gauche de la souris et la touche Maj du clavier enfoncés ;
obtenir une vue générale du graphique, après un zoom, par action de la touche R du clavier ;
modifier une valeur avec le bouton gauche de la souris et la touche Ctrl du clavier enfoncés ; lorsque la valeur est éditable, la modification de la définition est dynamique ;
modifier des propriétés du graphique par l'action du bouton droit de la souris ; une fenêtre à onglets permet alors de définir des titres, de modifier des couleurs ou des symboles de courbes, etc.

Figure C5.1. - Consommation d'eau - graphique variation de la demande

Sur les présentations sous forme d'histogrammes en 3 dimensions, comme sur la Figure C5.1, vous pouvez utiliser les fonctionnalités suivantes :

effectuer une rotation avec le bouton gauche de la souris enfoncé ;
visualiser les valeurs par déplacement de la souris sur le graphique.

Le tableau de ces caractéristiques est obtenu par l'action du bouton Graphe de la barre d'outils Vues (voir la Figure C5.2). Les définitions sont éditables.

Ces définitions sont également placées dans le Presse-Papiers de l'environnement graphique par exemple Microsoft Windows. Les graphiques peuvent ainsi être obtenus à partir d'un tableur du type Microsoft Excel en utilisant simplement le bouton Coller . Ce fonctionnement de type Copier - Coller est généralisé à toute l'interface, il est ainsi possible d'exporter mais aussi d'importer des données d'autres applications.

Figure C5.2. - Consommation d'eau - vue tableau graphique

La représentation graphique d'un système d'eau est géoréférencée et utilise des fonds cartographiques plus ou moins riches rangés par couches comme présenté sur la Figure C6.1.

Figure C6.1. - Système d'eau - représentation graphique

L'utilisateur dispose de très nombreuses fonctionnalités afin d'adapter la vue du système en fonction de son attente du moment. Il est ainsi possible de :

détailler et cadrer les vues, par des zooms et des déplacements panoramiques, sans déformation grâce au traitement vectoriel - boutons et menu contextuel -
définir les couches graphiques à afficher, correspondant à un classement des objets par thèmes, jouer sur l’opacité des couches pour visualiser de l’information correspondants à des objets superposés
visualiser les objets d’une couche suivant le classement d'une information associée, par exemple types d'objets ou classes de valeurs. On peut ainsi décliner les vues suivant différentes légendes : régions, relief ou pluviométrie annuelle pour la couche Physique de notre exemple.
réaliser une animation graphique si l'on utilise de l'information temporelle (voir Figure C6.2). Un lecteur d'animation affiche le pas de temps courant visualisé, permet de lancer/interrompre l'animation, passer au pas de temps suivant, etc.
visualiser l’information associée à un objet d’une couche. Cette information peut être du texte, des valeurs numériques (simples ou des chroniques), des dates, des adresses de ressources locales ou internet pour l'affichage de documents, d'images, etc.

De manière pratique, sur la couche de l'aménagement actif, vous pouvez utiliser les fonctionnalités spécifiques suivantes :

sélectionner un composant par l'action du bouton gauche de la souris puis visualiser sa définition par l'action du bouton Objet de la barre d'outils Sélection ;
déplacer un composant par l'action du bouton gauche de la souris et la touche Ctrl du clavier enfoncés sur l'objet sélectionné et relachés sur la position finale souhaitée ;
créer un nouveau composant par l'action du bouton Ajouter composant de la barre Outils ; ce composant est obtenu par copie de l'objet sélectionné préalablement par l'action du bouton gauche de la souris ou par une sélection antérieure ;
ajouter un arc par l'action du bouton gauche de la souris et la touche Alt du clavier enfoncés sur le noeud amont et relachés sur le noeud aval. L'arc est obtenu par copie du lien sélectionné préalablement par l'action du bouton gauche de la souris ou par une sélection antérieure.

Figure C6.2. - Pluies annuelles - animation graphique

Les résultats constituent une des vues les plus intéressantes d'une définition. Il s'agit de manière générale de représenter les conséquences de l'utilisation de la définition de l'objet manipulé ou de mieux cerner cette définition.

Ainsi, sur l'exemple de la Figure C7.1, la vue Résultats d'une demande en eau, définie par les volumes en hm3 pour chaque mois de l'année, est constituée par la variation saisonnière mensuelle du débit fictif continu en m3/s et dam3/jour et par les moyennes interannuelles correspondantes.

Figure C7.1. - Demande en eau - vue résultats

Il est possible de visualiser les variations décadaires (Figure C7.2) ou journalières des demandes, à partir de la ligne de label decade ou date, par action du bouton Définition de la barre d'outils Sélection , ce qui permet de vérifier le mode d'interpolation employé.

Figure C7.2. - Demande en eau - variation décadaire

Evaluation des performances

Ainsi, en mode Graphique sur le système d'eau, l'action du bouton Résultats de la barre d'outils Vues affiche une fenêtre du type présentée sur la Figure C8.1..

Figure C8.1. - Système d'eau - graphique résultats globaux

Dans le mode tableau ou texte, la commande Résultats de la barre d'outils Vues appliquée sur le système d'eau vous permet de disposer de :

résultats globaux sur les déficits de demande en eau où nous distinguons demande consommatrice (C), demande d'utilisation (U) et demande écologique (E) qui correspond aux débits réservés dans les arcs naturels
accès, par l'action du bouton Objet , aux chroniques relatives aux résultats précédents soit en valeurs absolues, soit en pourcentages.
cumuls saisonniers des demandes et déficits pour les consommations d'eau (C), les besoins d'utilisation (U) et les besoins écologiques (E). Sont également cumulés mois par mois les apports et les sorties naturels du système.
comparaisons sur la desserte des demandes (consommations en eau et utilisations d'eau) à partir des valeurs de pourcentages et des dates sur leur déficit total, leur déficit max annuel, leur plus long déficit et leur déficit max mensuel. Vous pouvez directement accéder aux résultats d'une demande particulière par l'action du bouton Objet sur l'un des éléments de la liste.

Les nombreuses fonctionnalités de la vue graphique d'un système d'eau facilitent grandement l'évaluation des performances d'une alternative d'aménagement ou de gestion. En un "coup d'oeil", il est ainsi possible de repérer les demandes ayant connu des déficits et de qualifier ces pénuries dans l'espace.

Vous pouvez ainsi choisir de visualiser les aménagements suivant différents aspects à partir du choix des légendes liées à des résultats caractéristiques : déficit moyen, déficit maximum annuel (voir Figure C8.2.), plus long déficit, déficit maximum mensuel, retour déficit annuel > 0%, retour déficit annuel > 5%, retour déficit annuel > 25%, déficit annuel.

La possibilité de réaliser des animations est un plus pour mieux évaluer la desserte en eau et détailler les chroniques annuelles de pénuries, les situations extrêmes, etc.

Il est possible de superposer les couches et jouer sur les transparences pour comparer des simulations.

Figure C8.2. - Aménagements - Graphique déficits max annuels

Diverses fonctionnalités de définition d'un système d'eau ont été examinées. Mais il est important de préciser comment est assurée la persistance de ces définitions.

La sauvegarde et l'ouverture de fichiers s'effectuent très classiquement, par l'action des boutons Sauvegarder et Ouvrir ou à partir du menu Fichier, à l'aide d'une boîte de dialogue comme présentée sur la Figure C8.1.

Figure C9.1. - Système d'eau - sauvegarde

Suivant l'extension adoptée, le stockage s'effectue suivant divers formats :

L'extension hyd correspond à un stockage sous forme binaire, qui utilise le mécanisme de persistance du langage Java. C'est le moyen le plus performant. Voir Les entrées-sorties : les fichiers .
L'extension txt correspond au stockage de la définition complète du système d'eau sous forme de texte ASCII au format libre, utilisant les tabulations comme séparateurs. Il permet un échange aisé avec les tableurs par exemple. Voir Les entrées-sorties : les fichiers.
L'extension xmd correspond au stockage de la représentation graphique des systèmes au format défini par ActiveMap. Voir Les entrées-sorties : les fichiers .

On peut aisément ajouter d'autres formes de stockage pour des besoins nouveaux.

HyD2002 - Les objets du modèle

HyD2002 - Objectifs - Interface graphique - Les objets du modèle - Fichiers d'entrée-sorties - Tutoriel

Description

Les systèmes considérés sont constitués d'éléments de stockage tant superficiels que souterrains, d'éléments de captage, de transport tant naturels qu'artificiels, d'utilisation et de consommation d'eau.

Les modèles proposés permettent la simulation continue du fonctionnement des systèmes basé sur des règles de gestion très souples. Ces consignes font référence à des priorités de distribution de demandes et une hiérarchisation de la mobilisation des ressources. La mobilisation s'effectue en respectant les courbes de remplissage objectif des réservoirs.

L'utilisation du modèle consiste à modifier, au fur et à mesure des simulations, les consignes de gestion pour améliorer la satisfaction des objectifs.

Formulation

Nous reprenons, ici et au niveau de chacun des composants, la formulation mathématique définie dans le programme WARSYP [WARSYP 1998]. Cette formulation est axée vers l'optimisation de la gestion stratégique, mais elle permet de rendre explicite les caractéristiques des objets et les contraintes de gestion tactique.

Le problème consiste à minimiser une fonction objectif composée de termes pénalisation et de couts sur un horizon décisionnel, sachant les conditions formulées dans les équations (1)-(30) relatives aux divers composants ; les termes de pénalisation sont relatifs aux déficits ou aux déviations par rapport à des niveaux objectifs ; et les termes de couts sont relatifs aux pompages de surface ou dans les aquifères. La fonction objectif peut être exprimée comme suit :

{tex}\small \sum _{t \in T}\left[\sum _{i \in NE}\sum _{m \in M+it}\lambda^+_{imt.} V^+_{imt}+\sum _{i \in NE}\sum _{m \in M-it}\lambda^-_{imt.} V^-_{imt} + \\ \sum _{(e,f) \in NAN} \alpha_{eft.}Q^-_{eft}+ \sum _{n \in ND \cup NC}\sum _{f \in Fn} \delta_{nft.}D^-__{nft.}+ \sum _{n \in NS Ynt.}S^-_{nt} \\ +\sum _{k \in NR} \sigma_{kt}.R^-_{kt}+ \sum _{k \in NP} \sum _{n \in Nk} \mu_ {knt.} Y_{knt}+\sum _{(e,f) \in NA} \phi_{eft.}Q_{eft}+\ \\ \sum _{i \in NC} \omega_i (\sum _{f \in Pi}Q_{ift}- (d_{it}- \sum _{l \in Fi}D^-_{ilt})) \right]{/tex}

Le stockage dans le réservoir et les aquifères et la limitation des déficits cumulés des demandes nécessitent un couplage multipériodes, qui conduit à l'adoption d'un modèle complexe de résolution d'équations linéaires.

Définition

Propriétés structurales

# Systeme	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
description	texte de complément d'information

Propriétés de gestion

simulation	index de simulation (1..99). Les fichiers de simulation stockent les propriétés de gestion et les résultats relatifs à un même système d'eau.
mode	processus de simulation - 1 à 3 simulation de la gestion tactique en mois, décades, jours respectivement -
periodes	année début ; mois début (1..12) ; nombre de mois de l'horizon décisionnel pour l'optimisation, 1 sinon ; nombre de mois de simulation
ecoulement	répertoire des données d'apports - unité : hm3
lame ecoulee	répertoire des données d'apports exprimées en lames - unité : m
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.

Exemple

# Systeme
nom Amenagements_A2
description amenagements "1995" - Bras de Sable - AEP 50%
simulation 2
mode 2.decade
periodes 1962 1 1 348
ecoulement C:\ActiveHyd\guadelou\flows\hm3\
lame ecoulee C:\ActiveHyd\guadelou\flows\m\
sorties global an mois decade jour

Figure B2.1. - Système d'eau - graphique associé

Ensembles principaux

{tex}\small NT{/tex}	pas de temps successifs de l'horizon décisionnel
{tex}\small NE{/tex}	ensemble des réservoirs, soit des noeuds de surface avec une capacité de stockage
{tex}\small ND{/tex}	ensemble des noeuds demandes
{tex}\small NC{/tex}	ensemble des noeuds demandes non consommatrices. {tex}\small NC = NCF \cup NCE{/tex}, où
{tex}\small NCF{/tex}	ensemble des noeuds demandes non consommatrices sans capacité de stockage associé
{tex}\small NCE{/tex}	ensemble des noeuds demandes non consommatrices associés à des réservoirs, {tex}\small NCE \subset NE{/tex}
{tex}\small NS{/tex}	ensemble des noeuds demandes qui requièrent un volume de stockage réservé dans des réservoirs amont, {tex}\small NS \subseteq ND\cup NC{/tex}
{tex}\small NJ{/tex}	ensemble des noeuds jonctions
{tex}\small NU{/tex}	ensemble des noeuds pompages
{tex}\small NN{/tex}	ensemble des noeuds de surface, {tex}\small NN=NE\cup ND\cup NCF\cup NJ\cup NU{/tex}
{tex}\small NK{/tex}	ensemble des aquifères, noeuds souterrains avec une capacité de stockage
{tex}\small NA{/tex}	ensemble des arcs de surface
{tex}\small NAN{/tex}	ensemble des arcs naturels, {tex}\small NAN\subset NA {/tex}
{tex}\small NAB{/tex}	ensemble des arcs artificiels, {tex}\small NAB\subset NA {/tex}
{tex}\small \Gamma {/tex}	ensemble des pas de temps successifs utilisés pour controler le déficit cumulé de demande en eau sur ces périodes pour chaque demande et chaque période

Ensembles secondaires

{tex}\small M_i {/tex}	ensemble des zones correspondant au découpage du réservoir i pour chaque période
_{{tex}\small F_n {/tex}}	ensemble des niveaux correspondant au découpage de la demande en eau du noeud n, {tex}\small n\in ND \cup NC {/tex}
{tex}\small P_e \subset NN {/tex}	ensemble des noeuds directement à l'aval du noeud e, {tex}\small e \in NN-ND {/tex}. Si _{{tex}\small f \in P_e {/tex}}, {tex}\small (e,f) \in NA{/tex}
{tex}\small P_e^{\prime} \subset NN {/tex}	ensemble des noeuds à l'aval du noeud e, {tex}\small e \in NN-ND{/tex}
{tex}\small Q_f \subset NN-ND {/tex}	ensemble des noeuds directement à l'amont du noeud f, {tex}\small f \in NN{/tex}. Si {tex}\small Q_f {/tex}, {tex}\small (e,f) \in NA{/tex}
{tex}\small Q_f^{\prime}\subset NN-ND{/tex}	ensemble des noeuds à l'amont du noeud f, {tex}\small f \in NN{/tex}
{tex}\small NR{/tex}	ensemble des aquifères avec recharge artificielle
{tex}\small N^k \subseteq NJ{/tex}	ensemble des noeuds jonctions qui permettent la recharge artificielle de l'aquifère k, {tex}\small k \in NR{/tex}
{tex}\small N^k \subseteq Np{/tex}	ensemble des aquifères avec pompage des demandes en eau
{tex}\small N_k \subseteq ND {/tex}	ensemble des noeuds demandes avec pompage possible dans l'aquifère k, {tex}\small k \in NP{/tex}
{tex}\small J_k \subset NE \cup NJ{/tex}	ensemble des réservoirs ou des noeuds jonctions avec échange avec l'aquifère k, {tex}\small k \in NK{/tex}
{tex}\small k(i){/tex}	aquifère en relation avec le réservoir ou la jonction i, {tex}\small i \in NE \cup NJ{/tex}
{tex}\small j(n){/tex}	noeud jonction vers lequel l'eau du noeud demande n est partiellement restituée au système, {tex}\small n \in ND{/tex}

Les paramètres du modèle

Paramètres d'état

_{{tex}\small b_{it}{/tex}}	apport extérieur au réservoir ou au noeud jonction i au pas de temps t, {tex}\small i \in NE \cup NJ{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}. Si le noeud i est en tête du bassin, c'est à dire s'il n'a pas de noeud en amont, b_it représente l'apport naturel. Mais s'il y a des noeuds plus en amont, b_it représente l'écoulement net, correspondant à l'apport naturel du bassin intermédiaire à l'aval des noeuds amont.
_{{tex}\small r_{kt}{/tex}}	recharge extérieure de l'aquifère k pour le pas de temps t, {tex}\small k \in NK{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small V_{i0}{/tex}}	valeur du stockage du réservoir i au début de l'horizon décisionnel, {tex}\small i \in NE{/tex}
_{{tex}\small Z_{k0}{/tex}}	valeur du stockage de l'aquifère k au début de l'horizon décisionnel, {tex}\small k \in NK{/tex}
_{{tex}\small V^{m+}it V^{m-}it{/tex}}	capacités de stockage maximale et minimale du réservoir i au pas de temps t, {tex}\small i \in NE{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small V^{m+}imt {/tex}}	capacité maximale de stockage de la zone m du réservoir i au pas de temps t, {tex}\small m \in M_i{/tex}, {tex}\small i \in NE{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}tel que _{{tex}\small V^{m+}it = V^{m+}iMt{/tex}}
_{{tex}\small Z^{m+}k Z^{m-}k{/tex}}	capacité de stockage maximale et minimale de l'aquifère k, {tex}\small k \in NK{/tex}
_{{tex}\small f^eit{/tex}}	coefficient de perte par évaporation par rapport au volume stocké dans le réservoir i pour le pas de temps t, iÎNE, tÎNT
_{{tex}\small f^1it{/tex}}	coefficient de perte par infiltration profonde par rapport au volume stocké dans le réservoir i pour le pas de temps t, {tex}\small i \in NE{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small f^1jt{/tex}}	coefficient de perte en ligne non récupérable par rapport au volume transité dans la jonction j pour le pas de temps t, {tex}\small j \in NJ{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small f^iit{/tex}}	coefficient de perte par infiltration dans l'aquifère k(i) par rapport au volume stocké dans le réservoir i pour le pas de temps t, {tex}\small i \in NE{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small f^ijt{/tex}}	coefficient de perte par infiltration dans l'aquifère k(j) par rapport au volume transité dans la jonction j pour le pas de temps t, {tex}\small j \in NJ{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small f^fkit{/tex}}	coefficient de réalimentation du réservoir ou du noeud jonction j par rapport au volume stocké dans l'aquifère k pour le pas de temps t, {tex}\small k \in NK{/tex}, {tex}\small i \in J_k{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small q^{m+}eft{/tex}}	limite supérieure de transit dans l'arc de surface (e, f), pour {tex}\small (e,f) \in NA-NAB{/tex}
_{{tex}\small \rho _n{/tex}}	coefficient de restitution de la demande en eau du noeud demande n vers la jonction {tex}\small j(n){/tex}, {tex}\small n \in ND{/tex}
{tex}\small \xi^\tau n{/tex}	fraction de demande en eau cumulée sur t pas de temps, dont le déficit est très fortement pénalisé, {tex}\small n \in ND \cup NC{/tex}, {tex} \small \tau \in \Gamma{/tex}
_{{tex}\small P^{m+}ut{/tex}}	limite supérieure de pompage du noeud u pour le pas de temps t, {tex}\small u \in NU{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small P^{m+}uet{/tex}}	limite supérieure de transit dans l'arc artificiel (u, e) pour le pas de temps t, {tex} \small (u,e) \in NAB {\tex}, {tex}\small u \in NU{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small R^{m+}kt{/tex}}	limite supérieure de recharge artificielle de l'aquifère k pour le pas de temps t, {tex}\small k \in NU{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small X^{m+}jkt{/tex}}	limite supérieure de recharge artificielle de l'aquifère k à partir du noeud jonction j pour le pas de temps t, {tex}\small k \in NU{/tex}, {tex}\small j \in N^k{/tex} , {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small m^{m+}kt{/tex}}	limite supérieure de pompage dans l'aquifère k pour le pas de temps t, {tex}\small k \in NP{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small y^{m+}knt{/tex}}	limite supérieure de pompage de la demande n dans l'aquifère k pour le pas de temps t, {tex}\small k \in NU{/tex}, {tex}\small N \in n_K{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

Paramètres de niveaux objectifs

_{{tex}\small \eta _{it}{/tex}}	niveau de stockage objectif du réservoir i pour le pas de temps t, {tex}\small i \in NE{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small M^+ _{it}{/tex}}	= { {tex}\small m \in M_i / V^{m+}_{it} > \eta_{it}{/tex}, pour {tex}\small i \in NE{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}}
_{{tex}\small M^- _{it}{/tex}}	= {{tex}\small m \in M_i / V^{m+}_{it} \leq \eta_{it}{/tex}, pour {tex}\small i \in NE{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}}
_{{tex}\small d_{nt}{/tex}}	demande en eau du noeud demande n et pour le pas de temps t, {tex}\small n \in ND \cup NC{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small s_{nt}{/tex}}	volume de stockage réservé objectif dans les réservoirs amont pour satisfaire de futur besoins potentiels au noeud demande n pour le pas de temps t, {tex}\small n \in NS{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small q^{m-}_{eft}{/tex}}	débit réservé associé à l'arc naturel (e, f) pour le pas de temps t, {tex}\small (e,f) \in NAN{/tex} {tex}\small t \in NT{/tex}
_{{tex}\small r^{m-}_{kt}{/tex}}	volume de recharge artificielle objectif de l'aquifère k pour le pas de temps t, {tex}\small k \in NR{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

Paramètres de pénalisation

_{{tex}\small \lambda^+imt, \lambda^-imt{/tex}}	coefficient de pénalités sur l'écart positif et négatif par rapport au stockage objectif du niveau de stockage dans la zone m du réservoir i pour le pas de temps t, {tex}\small t \in NT{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}, et {tex}\small m \in M^+it{/tex}et {tex}\small m \in M^-it{/tex}respectivement
_{{tex}\small \delta_{nft}{/tex}}	coefficient de pénalités sur le déficit de la demande de niveau f dans le noeud demande n pour le pas de temps t, {tex}\small n \in ND \cup NC{/tex}, {tex}\small f \in F_n{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}.
Si le niveau 1 correspond au niveau le plus proche de la demande objectif, on a _{{tex}\small \delta_{nlt} \leq \delta_{n2t} ...\delta_{nFnt}{/tex}}
{tex}\small \gamma_{nt}{/tex}	coefficient de pénalités sur le déficit de stockage réservé dans les réservoirs amont pour satisfaire de futur besoins potentiels au noeud demande n pour le pas de temps t, {tex}\small n \in NS{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
{tex}\small \alpha_{eft}{/tex}	coefficient de pénalités sur le déficit de débit réservé relatif à l'arc naturel (e, f) pour le pas de temps t, {tex}\small (e,f) \in NA{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
{tex}\small \sigma_{kt}{/tex}	coefficient de pénalités sur le déficit de recharge artificielle de l'aquifère k pour le pas de temps t, {tex}\small k \in NR{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
{tex}\small \phi_{eft}{/tex}	coefficient de cout de transit dans l'arc de surface (e, f) pour le pas de temps t, {tex}\small (e,f) \in NA{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
{tex}\small \mu_{knt}{/tex}	coefficient de cout de pompage de la demande n dans l'aquifère k pour le pas de temps t, {tex}\small k \in NP{/tex}, {tex}\small n \in NK{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}
{tex}\small \omega_{it}{/tex}	coefficient de pénalités de déversement au niveau d'une demande non consommatrice i pour le pas de temps t, {tex}\small i \in NC{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

Les variables du modèle

_{{tex}\small V_{it}{/tex}}	volume stocké dans le réservoir i pour le pas de temps t, {tex}\small i\in NE {/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small V^+_{imt}{/tex}}	volume de stockage en excès par rapport au stockage objectif dans la zone m du réservoir i pour le pas de temps t, {tex}\small m\in M^+_{it}{/tex}, {tex}\small i\in NE {/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small V^-_{imt}{/tex}}	mÎvolume de stockage en déficit par rapport au stockage objectif dans la zone m du réservoir i pour le pas de temps t, {tex}\small m\in M^-_{it}{/tex}, {tex}\small i\in NE {/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small S_{int}{/tex}}	volume de stockage réservé dans le réservoir i pour satisfaire des besoins futurs potentiels de la demande n pour le pas de temps t, {tex}\small n\in NS {/tex}, {tex}\small i\in NE {/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small Z_{kt}{/tex}}	volume stocké dans le réservoir k pour le pas de temps t, {tex}\small k\in NK {/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small Q_{eft}{/tex}}	flux d'eau dans l'arc de surface (e, f) pour le pas de temps t, {tex}\small (e,f)\in NA{/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small X_{jkt} {/tex}}	volume de recharge artificielle de l'aquifère k à partir du noeud jonction j pour le pas de temps t, {tex}\small k\in NR {/tex}, {tex}\small j\in N^k{/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small Y_{knt} {/tex}}	volume pompé de la demande n dans l'aquifère k pour le pas de temps t, {tex}\small k\in NP {/tex}, {tex}\small n\in N_k{/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small D^-\{nft} {/tex}}	déficit de demande en eau dans le niveau f du noeud demande n pour le pas de temps t, {tex}\small n\in ND \cup NC{/tex}, _{{tex}\small f\in F_n{/tex}}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small S^-_{nt}{/tex}}	déficit sur le stockage réservé pour satisfaire de futurs besoins potentiels de la demande n pour le pas de temps t, {tex}\small n\in NS{/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small Q^-_{eft}{/tex}}	déficit sur le débit réservé associé à l'arc naturel (e, f) pour le pas de temps t, {tex}\small (e,f)\in NAN{/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}
_{{tex}\small R^-_{kt}{/tex}}	déficit sur la recharge artificielle de l'aquifère k pour le pas de temps t, {tex}\small n\in NS{/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}

Réservoir

Description

Un réservoir est considéré comme un noeud de surface possédant une capacité de stockage.

A chaque pas de temps, le volume d'eau stocké dans un réservoir est diminué des pertes par évaporation et infiltration et augmenté par les dessertes des arcs amont, par les apports nets naturels, et éventuellement par réalimentation souterraine. Le volume net est en partie déversé en aval et en partie stocké pour le pas de temps suivant.

Le réservoir peut être découpé en zones où l'on pénalisera plus ou moins des déficits et des surplus de stockage par rapport à une courbe objectif. Il est par exemple ainsi possible de définir une tranche de stockage d'eau de moindre qualité qu'il faut au maximum éviter de solliciter ou de constituer un creux pour l'amortissement des crues.

Formulation

Bilan en eau dans les réservoirs {tex}\small \forall i \in NE{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small V ^prime_{it} = V_{it-1}+ \sum _{e \in Q_i}Q_{eit}+ b_{it}{/tex}}	(1a)
_{{tex}\small V^\prime{it}- f^e_{it.}V_{it}-f^1_{it}V_{it}+f^\prime_{it.}-i^\prime_{it.} = \sum _{j \in Pi} Q_{ijt} + V_{it}{/tex}}	(1b)
où	_{{tex}\small f^ \prime _{it} = f^f_{kit.}Z_{kt-1}{/tex}} si _{{tex}\small\exists k / i \in J_k {/tex}} 0, sinon	(1c)
et	{tex}\small i^ \prime = f^i_{it.}V_{it}.V_{it}{/tex} si {tex}\small k(i) \not=0{/tex} 0, sinon	(1d)
et	_{{tex}\small V^{m-}it \leq V_{it} \leq V ^{m+}it{/tex}}	(2)

Déficits et surplus de stockage par rapport à une courbe objectif

	_{{tex}\small V_it = \eta _ {it}+ \sum _{m \in M+it} V^+ _{imt} - \sum _{m \in M-it} V^- _{imt} {/tex}}	(3)
où	_{{tex}\small V^+ _{imt}\leq V^{m++}_{imt} = V^{m+}_{im} - \eta it {/tex}} {tex}\small V^{m+}_{imt} - V^{m+}_{im-1t}{/tex} , si _{{tex}\small \eta _{it} < V^{m+}_{im-1t}{/tex}}	_{{tex}\small \forall m \in M^+_{it}{/tex}}	(4)
et	_{{tex}\small V^-_{imt} \leq V^{m+-}_{imt} = \eta _{it}-V^{m+}_{imt}{/tex}} _{{tex}\small V^{m+}_{im+1t}-V^{m+}_{imt}{/tex}} , si _{{tex}\small V^{m+}_{im+1t}\leq \eta _{it}{/tex}}	{tex}\small \forall m \in M^-_{it}{/tex}	(5)

Note : Les différents termes sont décrits dans les ensembles d'objets , les paramètres et les variables du modèle.

Définition

Propriétés structurales

# Reservoir	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
index	identificateur entier du noeud de surface
localisation	coordonnées (x, y) du noeud de surface
	Courbe de remplissage
hauteurs	nombre de points n (2..12) de la courbe de remplissage
hauteur	n valeurs de niveau - unité : m
surface	n valeurs de surface du plan d'eau - unité : ha
stockage	n valeurs de stockage - unité : hm3

apport naturel	nom de la chronique d'apport, coefficient correcteur
L evaporation	variation mensuelle interannuelle de la lame d'eau évaporée (L=V/S.Cev) - unité : m
pluie directe	nom de la chronique d'apport sous forme de lame, coefficient correcteur

Propriétés de gestion

C perte	variation mensuelle interannuelle des coefficients de pertes par infiltration profonde - voir équations (1a)-(1b)
infiltration	0 si pas d'infiltration, index a de l'aquifère sinon et dans ce cas nous avons la définition suivante
C infiltration	variation mensuelle interannuelle des coefficients de pertes par infiltration dans l'aquifère a
stockage objectif	variation mensuelle interannuelle du stockage objectif - unité : hm3
	Découpage en zones
zones	nombre de zones considérées M (1..5). Pour chaque zone m, nous avons les 3 définitions suivantes
volume m	variation mensuelle interannuelle de la limite supérieure de stockage de la zone m (1..M) - unité : hm3
penalites positives m	variation mensuelle interannuelle des pénalités associées au surplus de stockage par rapport à l'objectif de la zone m (1..M)
penalites negatives m	variation mensuelle interannuelle des pénalités associées au déficit de stockage par rapport à l'objectif de la zone m (1..M)

stockage initial	niveau de stockage initial - unité : hm3
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.

Exemple

# Reservoir
nom Letaye
index noeud 1
localisation 55.30 43.40
hauteurs 9
hauteur 18 19 20 21 22 23 24 25 26
surface 0 1.44 3.53 5.99 8.7 11.63 14.74 18.01 21.43
stockage 0 0.006 0.031 0.078 0.151 0.253 0.385 0.548 0.745
apport naturel LETAYE 1
L evaporation 0.123 0.131 0.162 0.167 0.169 0.17 0.175 0.166 0.142 0.126 0.107 0.109
pluie directe RETENUE1 1
C perte 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04
infiltration 0
stockage objectif 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55
zones 2
volume 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
volume 1 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
volume 2 0.745 0.745 0.745 0.745 0.745 0.745 0.745 0.745 0.745 0.745 0.745 0.745
penalites positives 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
penalites negatives 1 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
penalites positives 2 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
penalites negatives 2 2.95 2.95 2.95 2.95 2.95 2.95 2.95 2.95 2.95 2.95 2.95 2.95
stockage initial 0.5
sorties global an mois

Figure B6.1. - Réservoir - graphique associé

Jonction

Description

Une jonction est un noeud de surface où l'écoulement connaît une modification : confluence, prise en rivière, apport intermédiaire, etc.

Pour chaque pas de temps, le volume d'eau entrant à un noeud jonction correspond à la desserte par les arcs amont et éventuellement aux apports nets naturels, à la réalimentation par un aquifère et à la restitution d'une partie d'une demande. Le volume sortant correspond à l'alimentation des arcs aval et éventuellement aux pertes par infiltration et à la recharge artificielle d'un aquifère.

Formulation

Bilan en eau dans les jonctions {tex} \small\forall j{\in}NJ, t{\in}NT {/tex}

{tex}\small F_{jt} = \rho_{jt}^{\prime} + \sum_{e\in Q_j}Q_{ejt} + f_{jt}^{\prime} + b_{jt} {/tex}	(6a)
où	{tex}\small p^\prime jt = p_n \sum _{f \in Fn (d_{nft}+ D^-{nft}){/tex} si {tex}\small \exists i \in ND / j=j(n){/tex} 0, sinon	(6b)
et	{tex}\small f^\prime jt = f^f_{kjt}.Z_{kt-1} {/tex} si _{{tex}\small \exists k / i \in J_k{/tex}} 0, sinon	(6c)
et	_{{tex}\small F_{jt}-f^ljt.F_{jt} = \sum _{f \in P_jQ_{jft}+ \chi_{jt}+ i^\prime_{jt}{/tex}}	(6d)
où	{tex}\small \chi_{jt} = X_{jkt}{/tex} si ^{{tex}\small \exists k \in NR / j \in N^k{/tex}} 0, sinon	(6e)
{tex}\small i^\prime = f^i_{jt}.F_{jt}{/tex} si {tex}\small k(j) \not= 0{/tex} 0, sinon	(6f)

Note : Les différents termes sont décrits dans les ensembles d'objets , les paramètres et les variables du modèle.

Définition

Propriétés structurales

# Jonction	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
index	identificateur entier du noeud de surface
localisation	coordonnées (x, y) du noeud de surface
apport naturel	nom de la chronique d'apport, coefficient correcteur

Propriétés de gestion

C perte

variation mensuelle interannuelle des coefficients de pertes par infiltration profonde - voir équations (6a)-(6d)

infiltration	0 si pas d'infiltration, index a de l'aquifère sinon et dans ce cas nous avons la définition suivante
C infiltration	variation mensuelle interannuelle des coefficients de pertes par infiltration dans l'aquifère a - voir équations (6a)-(6f) -
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.

Exemple

# Jonction
nom vernou
index noeud 3
localisation 17.60 27.21
apport naturel TRAVERSE 0.64
C perte 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
infiltration 0
sorties global an mois

Figure B7.1. - Jonction - graphique associé

Pompage

Description

Un pompage est un noeud de surface où une certaine quantité d'eau peut être dérivée vers des arcs artificiels.

Pour chaque pas de temps, le volume d'eau entrant correspond à la desserte par les arcs amont. Le volume sortant correspond à l'alimentation des arcs aval, avec une limite supérieure pour la desserte des arcs artificiels.

Formulation

Bilan en eau dans les pompages et les demandes non consommatrices {tex}\small \forall i \in NCF \cup NU {/tex}, {tex}\small t \in NT {/tex}

_{{tex}\small \sum _{(u,e) \in NAB}Q_{uet} \leq p^{m+}ut{/tex}}

(7)

Contrainte de limite de pompage {tex}\small \forall u \in NU{/tex}, {tex}\small t\in NT {/tex}

_{{tex}\small \sum _{(u,e) \in NAB}Q_{uet} \leq p^{m+}ut{/tex}}	(23)
où	_{{tex}\small 0 \leq Q_{uet} \leq p^{m+}_{uet}{/tex}}	{tex}\small \forall (u,e) \in NAB{/tex}	(24)

Note : Les différents termes sont décrits dans les ensembles d'objets , les paramètres et les variables du modèle.

Définition

Propriétés structurales

# Pompage	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
index	identificateur entier du noeud de surface
localisation	coordonnées (x, y) du noeud de surface

Propriétés de gestion

limite	variation mensuelle interannuelle de la limite supérieure de pompage - unité : hm3
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.

Exemple

# Pompage
nom Pompa1
index noeud 1
localisation 5.00 5.00
limite 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
sorties global an mois

Figure B8.1. - Pompage - graphique associé

Consommation en eau

Description

Une consommation en eau est un noeud de surface correspondant à une demande où l'eau est consommée totalement ou partiellement : demande urbaine, demande industrielle, demande d'irrigation, etc.

Pour chaque pas de temps, le volume d'eau entrant correspond à la desserte par les arcs amont et éventuellement au pompage dans un aquifère. Le volume sortant correspond à la restitution éventuelle d'une partie de l'eau au système à partir d'un noeud jonction à l'aval de la demande.

La demande peut être découpée en différents niveaux où les déficits de desserte en eau sont pénalisés de manière croissante.

Formulation

Déficit de demande en eau{tex}\small \forall n \in ND{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small y_{nt}+\sum_{e \in Q_n}Q_{ent} = d_{nt}-\sum_{f \in F_n}D^-_{nft}{/tex}}	(15a)
où	{tex}\small y_{nt}=Y_{knt}{/tex} si {tex}\small \exists k \in NP / n \in N_k{/tex} 0, sinon	(15b)
et	_{{tex}\small 0 \leq D^-_{nft} \leq d^\prime _{nft}{/tex}}	{tex}\small \forall f \in F_n{/tex}, {tex}\small n \in ND{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}	(16)

où	{tex}\small d^\prime _{nft}{/tex} correspond à la demande en eau du niveau f, donc au déficit maximal pour ce niveau, tel que
_{{tex}\small \sum _{f\in F_n}d^\prime_{nft}= d_{nt}{/tex}}	(17)

Les contraintes suivantes ne sont utilisées que pour les modèles d'optimisation prenant en compte un horizon prévisionnel.

Limite de déficits cumulés dans des mois consécutifs {tex}\small \forall n \in ND, t=1,...,|NT|- \tau + 1, \tau \in \Gamma{/tex}

_{{tex}\small \sum_1 \leq 0 \leq \tau \sum_{{f \in F_n}D^-_{nft + 0-1}}{/tex}}	(26)
et	_{{tex}\small 0 \leq \sum_{{f \in F_n}D^-_{nft} \leq d_{nt}{/tex}}	(27)

Volume réservé dans des réservoirs {tex}\small \forall i \in NE{/tex},{tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small \sum _{n \in P^\prime i \cap NS} S_{int} \leq V_{it} - V^{m-}it{/tex}}

(28)

Déficit de stockage réservé dans des réservoirs amont pour satisfaire des besoins futurs potentiels {tex}\small \forall i \in NE{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small \sum _{i \in Q^\prime n \cap NE} S_{int} = s_{nt}-S^-_{nt}{/tex}}	(29)
où	_{{tex}\small 0 \leq S^-_{nt} \leq s_{nt}{/tex}}	(30)

Note : Les différents termes sont décrits dans les ensembles d'objets , les paramètres et les variables du modèle.

Définition

Propriétés structurales

# Consommation en eau	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
index	identificateur entier du noeud de surface
localisation	coordonnées (x, y) du noeud de surface
	Demande en eau
demande	variation mensuelle interannuelle de la demande en eau - unité : hm3
source	adresse et coefficient de la demande en eau de référence. Cette demande peut être une chronique de débits (ecoulement.nom de la chronique) ou une caractéristique (débit transité dans un lien, demande en eau, etc) d'un autre composant (type.nom du composant). Si elle existe, cette demande se substitue à la variation mensuelle interannuelle.

retour	1 entier ; 1 réel : index du noeud de retour ; coefficient de restitution, valeur comprise entre 0 et 1

aquifere	0 si pas de pompage, index de l'aquifère sinon et dans ce cas nous avons les 2 définitions suivantes
limite de pompage	variation mensuelle interannuelle de la limite supérieure de pompage - unité : hm3
cout de pompage	variation mensuelle interannuelle du cout fictif de pompage

Propriétés de gestion

	Découpage en zones
niveaux	nombre de niveaux de demandes F (1..5) . Pour chaque niveau f, nous avons les 2 définitions suivantes
taux f	variation mensuelle interannuelle de participation du niveau f (1..F) à la demande en eau - valeurs comprises entre 0 et 1 - pour chaque mois Somme(rate 1 .. rate F)=1
penalites f	variation mensuelle interannuelle des pénalités associées aux déficits de niveau f (1..F)

restriction	conditionnement de la desserte à un indicateur, les demandes en eau correspondants aux niveaux associés à des pénalités inférieures ou égales à la pénalité limite ne seront pas desservies si la valeur de l'indicateur est inférieure à la valeur limite définie. L'indicateur peut être lu dans le fichier d'apports ou correspondre au stockage d'un réservoir, au volume transité dans un arc, etc.
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.

Exemple

# Consommation en eau
nom deshaut
index noeud 26
localisation 43.80 37.00
demande 0.62 0.7 0.775 0.75 0.62 0.6 0.62 0.62 0.6 0.62 0.6 0.62
source - 1
retour 0 0
aquifere 0
niveaux 2
taux 1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
taux 2 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9
penalites 1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
penalites 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
restriction 0 0 -
sorties global an mois

Figure B9.1. - Consommation en eau - graphique associé

Description

Une zone irriguée est une aire de consommation d’eau où le besoin est calculé à partir d’un bilan hydrique prenant en compte la réserve en eau du sol pour une culture.

La demande peut être découpée en différents niveaux où les déficits de desserte en eau sont pénalisés de manière croissante.

Bilan hydrique

Le modèle classique simple à réservoir a été retenu pour le calcul du bilan hydrique. On considère ainsi que toute la pluie arrivant sur le sol s'infiltre jusqu'à saturation du sol, qui correspond au remplissage du réservoir dont la capacité constitue la réserve utile (RU). Tout apport d'eau supérieur est considéré comme perdu : la partie correspondant à l'eau gravitaire le sera par percolation, le reste par ruissellement de surface.

Le bilan peut donc s'écrire simplement :

Niveau_reserve_final = Niveau_reserve_initial + Pluie + Dose_apport - ETR
où ETR : évapotranspiration réelle.

L'évapotranspiration

L'évapotranspiration réelle donne la consommation réelle de la culture en fonction du stress hydrique. Elle est difficile à évaluer, on se contente des résultats semi-empiriques visant à donner sa variation en fonction de l'humidité du sol ou plutôt en fonction de l'état de la réserve.

La réserve utile (RU) est décomposée en réserve facilement utilisable (RFU) et en réserve difficilement utilisable (RDU). RU et RFU dépendent de la profondeur du sol. Trois types de fonctions sont disponibles pour exprimer leurs variations dans l'année.

Tant qu'il y a de l'eau dans la RFU, c'est à dire que la réserve reste supérieure à la RDU, on considère que la plante reste à son niveau de consommation optimal, ETR = ETM. Lorsque la réserve R devient inférieure à RDU, on considère la relation ETR / ETM = R / RDU.

L'ETM, évapotranspiration maximale d'une culture, correspond donc à la consommation du périmètre planté quand celui-ci est convenablement approvisionné en eau.

Dans la pratique, ETM est calculé par ETM = Kc . ETP, où Kc, coefficient cultural, dépend du stade de développement du végétal.

On peut ainsi définir la variation du coefficient cultural au cours de l'année. L'ETP -EvapoTranspiration Potentielle - est définie à partir d'une (ou plusieurs) chroniques d'évaporation.

Demande en eau

Pour assurer une récolte optimale, il faut maintenir la réserve en eau à un niveau supérieur à la RDU. Mais la réserve ne doit pas être forcément pleine.

On a donc introduit la notion de niveau d'irrigation. Ce seuil est exprimé par le pourcentage de remplissage de RFU. Par convention il n'y a pas d'irrigation si la réserve en eau du sol est supérieure à ce seuil d'alerte ou si ce seuil est nul. Ce seuil peut être variable sur l'année.

Le volume de demande en eau peut ainsi s'exprimer :

Vol_demande = Deficit x Surface_irriguee / Efficience_apport

où Deficit : déficit hydrique par rapport à la réserve pleine

soit Deficit = max (Niveau_RFU - Niveau_reserve_initial + ETM - Pluie, 0)

où ETM : évapotranspiration maximale ;
Efficience_apport : rapport entre volume réellement utilisé et volume d'apport

Formulation

Déficit de demande en eau {tex}\small \forall n \in ND{/tex} , {tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small y_{nt} + \sum_{{e \in Q_n}Q_{ent}}=d_{nt}- \sum_{{f \in F_n}D^-_{nft}}{/tex}}	(15a)
où	{tex}\small y_{nt}=Y_{knt}{/tex}si {tex}\small \exists k \in NP / n \in N^k{/tex} 0, sinon	(15b)
et	_{{tex}\small 0 \leq D^-_{nft} \leq d^\prime _{nft}{/tex}}	{tex}\small \forall f \in F_n{/tex}, {tex}\small n \in ND {/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}	(16)
où	{tex}\small d^\prime _{nft}{/tex}correspond à la demande en eau du niveau f, donc au déficit maximal pour ce niveau, tel que
_{{tex}\small \sum _{{f \in F_n}d^\prime_{nft}}= d_{nt}{/tex}}	(17)

Note : Les différents termes sont décrits dans les ensembles d'objets , les paramètres et les variables du modèle.

Définition

Propriétés structurales

# Zone irriguee	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
index	identificateur entier du noeud de surface
localisation	coordonnées (x, y) du noeud de surface
	Demande en eau
surface	surface irriguée - unité : ha
pluie	adresses et coefficients de participation des stations pluviométriques (max 6)
evaporation	variation mensuelle interannuelle de l'ETP EvapoTranspiration Potentielle - unité : m
Kc	coefficient cultural
ru	réserve utilisable - unité : m
rfu	réserve facilement utilisable - unité : m
prof.rac.	profondeur racinaire - unité : m
niveau	niveau d'irrigation, valeur comprise entre 0 et 1 - si 0 alors pas d'irrigation - 1 correspond au maintien de la RFU pleine
efficience	taux d'apport : efficience * demande = deficit * surface

retour	1 entier ; 1 réel : index du noeud de retour ; coefficient de restitution, valeur comprise entre 0 et 1

aquifere	0 si pas de pompage, index de l'aquifère sinon et dans ce cas nous avons les 2 définitions suivantes
limite de pompage	variation mensuelle interannuelle de la limite supérieure de pompage - unité : hm3
cout de pompage	variation mensuelle interannuelle du cout fictif de pompage

Propriétés de gestion

	Découpage en zones
niveaux	nombre de niveaux de demandes F (1..5) . Pour chaque niveau f, nous avons les 2 définitions suivantes
taux f	variation mensuelle interannuelle de participation du niveau f (1..F) à la demande en eau - valeurs comprises entre 0 et 1 - pour chaque mois Somme(rate 1 .. rate F)=1
penalites f	variation mensuelle interannuelle des pénalités associées aux déficits de niveau f (1..F)

restriction	conditionnement de la desserte à un indicateur, les demandes en eau correspondants aux niveaux associés à des pénalités inférieures ou égales à la pénalité limite ne seront pas desservies si la valeur de l'indicateur est inférieure à la valeur limite définie. L'indicateur peut être lu dans le fichier d'apports ou correspondre au stockage d'un réservoir, au volume transité dans un arc, etc.
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.

Exemple

# Zone irriguee
nom ban_Pcov
index noeud 147
localisation 27.36 21.01
surface 2000
pluie DUMANOIR 0.24 NEUFCHAT 0.23 DOUVIRFA 0.21 NESTY 0.12 MOREAU 0.12 BOISDEBO 0.08
evaporation 0.108 0.107 0.152 0.137 0.162 0.164 0.149 0.139 0.131 0.149 0.101 0.091
Kc 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
ru 0.036
rfu 0.012
prof.rac. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
niveau 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
efficience 1
retour 0 0
aquifere 0
niveaux 2
taux 1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
taux 2 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
penalites 1 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7
penalites 2 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
restriction 0 0 -
sorties global an mois

Figure B10.1. - Zone irriguée - graphique associé

Utilisation d'eau

Description

Une utilisation d'eau correspond à une demande non consommatrice. Elle associe une demande à un noeud de surface dont l'apport en eau est restitué complètement au système : centrale hydro-électrique, définition de droits d'eau, etc. La demande peut être découpée en différents niveaux où les déficits de desserte en eau sont pénalisés de manière croissante.

Formulation

Bilan en eau dans les pompages et les demandes non consommatrices {tex}\forall i \in NC \cup NU{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

{tex}\small \sum _{{e \in Q_i}Q_{eit} = \sum _{{f \in Pi}Q_{ift}}{/tex}

(7)

Déficit dans les demandes non consommatrices {tex} \small \forall i \in NC {/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

{tex}\small \sum _{{f \in Pi}Q_{ift}} \geq d_{it} - \sum _{{l \in Fi}D^-_{ilt}}{/tex}	(12)
et	_{{tex}\small 0 \leq D^-{ilt} \leq d^\prime_{ilt}{/tex}}	_{{tex}\small \forall l \in F_i{/tex}}	(13)
où	{tex}\small d^\prime_{ilt}{/tex} est la limite supérieure de déficit pour le niveau l	tel que
_{{tex}\small \sum _{{l \in Fi}d^\prime_{ilt}=d_{it}}{/tex}}	(14)

Note : Les différents termes sont décrits dans les ensembles d'objets , les paramètres et les variables du modèle.

Définition

Propriétés structurales

# Utilisation d'eau	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
index	identificateur entier du noeud de surface
localisation	coordonnées (x, y) du noeud de surface
	Demande en eau
demande	variation mensuelle interannuelle de la demande en eau - unité : hm3
source	adresse et coefficient de la demande en eau de référence. Cette demande peut être une chronique de débits (ecoulement.nom de la chronique) ou une caractéristique (débit transité dans un lien, demande en eau, etc) d'un autre composant (type.nom du composant). Si elle existe, cette demande se substitue à la variation mensuelle interannuelle.

Propriétés de gestion

Découpage en zones

niveaux	nombre de niveaux F de découpage de la demande en eau. Pour chaque niveau f, nous avons les 2 définitions suivantes
taux f	variation mensuelle interannuelle de participation du niveau f (1..F) à la demande en eau - valeurs comprises entre 0 et 1 - pour chaque mois Somme(rate 1 .. rate F)=1
penalites f	variation mensuelle interannuelle des pénalités associées aux déficits de niveau f (1..F)
restriction	conditionnement de la desserte à un indicateur, les demandes en eau correspondants aux niveaux associés à des pénalités inférieures ou égales à la pénalité limite ne seront pas desservies si la valeur de l'indicateur est inférieure à la valeur limite définie. L'indicateur peut être lu dans le fichier d'apports ou correspondre au stockage d'un réservoir, au volume transité dans un arc, etc.
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.

Exemple

# Utilisation d'eau
nom AepInTrav
index noeud 39
localisation 19.03 31.64
demande 2.2 2 2.2 2.1 2.2 2.1 2.2 2.2 2.1 2.2 2.1 2.2
source - 0
niveaux 1
taux 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
penalites 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
restriction 0 0 -
sorties global an mois

Figure B11.1. - Utilisation d'eau - graphique associé

Aquifère

Description

Un aquifère est considéré comme un noeud souterrain possédant une capacité de stockage.

Pour chaque pas de temps, le volume d'eau entrant à un aquifère correspond aux apports extérieurs naturels, à l'infiltration à partir de réservoirs ou de noeuds de jonction et éventuellement à de la recharge artificielle à partir d'un noeud jonction. Le volume sortant correspond à la réalimentation de réservoirs ou de noeuds de jonction et à des pompages si le volume net de l'aquifère les permet.

Formulation

Bilan en eau dans les aquifères {tex}\small \forall k \in NK{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small Z_{kt-1}+ \sum _ {{j \in Nk}/k \in NR X_jkt} + \sum _{{j \in NJ / k(j) = k f^i_{jt}F_jt}} + \sum _ {{i \in NE} / k(i)} = k f^i_{it} V ^\prime_{it}+ r_{kt} = \sum _{{n \in N_k}/k \in NP Y_{knt} + f^\prime _{kt}+ Z_{kt}}{/tex}}	(8a)
où	{tex}\small f^\prime _{kt}= \sum _{i \in NE \cup NJ / i \in Jk f^fkitZ_{kt-1}{/tex} si {tex}\small J_k \not = \not \bigcirc{/tex} 0, sinon	(8b)
et	_{{tex}\small Z^{m-} \leq Z_{kt} \leq Z^{m+}k{/tex}}	(9)

Déficit de recharge artificielle {tex}\small \forall k \in NR{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small r^{m-}kt - R^-kt \leq \sum j \in Nk Xjkt \leq r^{m+}kt{/tex}}	(18)
où	_{{tex}\small 0 \leq Xjkt \leq x^{m+}jkt{/tex}}	(19)
et	_{{tex}\small 0 \leq R^-kt \leq r^{m-}kt{/tex}}	(20)

Limite de pompage dans les aquifères {tex}\small \forall k \in NP{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small \sum _{n \in Nk Yknt \leq m^{m+}kt{/tex}}	(21)
où	_{{tex}\small Y_{knt} \leq y^{m+}knt{/tex}}	(22)

Note : Les différents termes sont décrits dans les ensembles d'objets , les paramètres et les variables du modèle.

Définition

Propriétés structurales

# Aquifere	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
index	identificateur entier de l'aquifère
localisation	coordonnées (x, y) du noeud de surface
stockage mini	capacité minimale de stockage - unité : hm3
stockage maxi	capacité maximale de stockage - unité : hm3
apport naturel	nom de la chronique d'apport, coefficient correcteur

Propriétés de gestion

	Transfert vers la surface
noeuds sortie	nombre de noeuds de surface avec échange d'eau - Pour chaque noeud, nous avons les 2 définitions suivantes
noeud sortie	index i du noeud de surface
C sortie	variation mensuelle interannuelle des coefficients d'échange relatifs au réservoir ou à la jonction i - voir équations (8a)-(8b)

pompage	variation mensuelle interannuelle des limites supérieures de pompage - unité : hm3
	Recharge artificielle
recharge totale	variation mensuelle interannuelle des limites supérieures de recharge artificielle - unité : hm3
noeuds recharge	nombre de noeuds de recharge - Pour chaque noeud, nous avons les 2 définitions suivantes
noeud recharge	index j du noeud de recharge
limite recharge	variation mensuelle interannuelle des limites supérieures de recharge depuis le noeud jonction j - unité : hm3
recharge objectif	variation mensuelle interannuelle des volumes objectifs de recharge artificielle - unité : hm3
penalites recharge	variation mensuelle interannuelle des pénalités associées aux déficits de recharge artificielle

stockage initial	niveau de stockage initial - unité : hm3
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.

Exemple

# Aquifere
nom Aquif1
index noeud 1
localisation 5.00 5.00
stockage mini 0
stockage maxi 0
apport naturel - 1
noeuds sortie 1
noeud sortie 1
C sortie 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
pompage 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
recharge totale 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
noeuds recharge 1
noeud recharge 1
limite recharge 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
recharge objectif 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
penalites recharge 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
stockage initial 0
sorties global an mois

Figure B12.1. - Aquifère - graphique associé

Arc de surface

Description

Un arc de surface est un lien qui assure le transit d'eau entre 2 noeuds de surface : un noeud amont et un noeud aval.

Formulation

Limite de transit dans les arcs {tex}\small \forall (e,f) \in NA-NAN{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small 0 \leq Q_{eft} \leq q^{m+}_{eft}{/tex}}

(25)

Note : Les différents termes sont décrits dans les ensembles d'objets , les paramètres et les variables du modèle.

Définition

Propriétés structurales

# Arc	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
noeuds	index des noeuds de surface amont et aval

Propriétés de gestion

flux max	variation mensuelle interannuelle des limites supérieures de flux d'eau - unité : hm3
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.

Exemple

# Arc
nom c900_lez
noeuds 8 28
flux max 4.018 3.629 4.018 3.888 4.018 3.888 4.018 4.018 3.888 4.018 3.888 4.018
sorties global an mois

Figure B13.1. - Arc de surface - graphique associé

Arc naturel

Description

Un arc naturel est un lien qui assure l'écoulement entre 2 noeuds du bassin hydrographique. On lui associe généralement un débit réservé qui peut varier au cours de l'année.

Formulation

Déficit sur le débit réservé {tex}\small \forall (e,f) \in NAN{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small q^{m-}_{eft}-Q^-_{eft} \leq Q_{eft}{/tex}}	(10)
et	_{{tex}\small 0 \leq Q^-_{eft} \leq q^{m-}_{eft}{/tex}}	(11)

Note : Les différents termes sont décrits dans les ensembles d'objets , les paramètres et les variables du modèle.

Définition

Propriétés structurales

# Arc naturel	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
noeuds	index des noeuds de surface amont et aval

Propriétés de gestion

flux max	variation mensuelle interannuelle des limites supérieures de flux d'eau - unité : hm3
flux min	variation mensuelle interannuelle des débits réservés - unité : hm3
penalites	variation mensuelle interannuelle des pénalités associées aux déficits sur les débits réservés
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.

Exemple

# Arc naturel
nom vernou
noeuds 6 7
flux max 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
flux min 0.375 0.339 0.375 0.363 0.375 0.363 0.375 0.375 0.363 0.375 0.363 0.375
penalites 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
sorties global an mois

Figure B14.1. - Arc naturel - graphique associé

Arc artificiel

Description

Un arc artificiel est un lien qui assure le transit d'eau, entre 2 noeuds de surface, sous une certaine limite : canal, conduite, etc.

Les arcs artificiels peuvent être associés à un pompage qui introduit une autre limite de prélèvement.

Formulation

Limite de transit dans les arcs {tex}\small \forall (e,f) \in NA-NAN{/tex}, {tex}\small t \in NT{/tex}

_{{tex}\small 0 \leq Q_{eft} \leq q^{m+}_{eft}{/tex}}

(25)

Note : Les différents termes sont décrits dans les ensembles d'objets , les paramètres et les variables du modèle.

Définition

Propriétés structurales

# Arc artificiel	en-tête avec le nom du type d'objet
nom	label de l'objet
noeuds	index des noeuds de surface amont et aval

Propriétés de gestion

flux max	variation mensuelle interannuelle des limites supérieures de flux d'eau - unité : hm3
sorties	type des résultats à sauvegarder. Les chroniques annuelles et les cumuls mensuels sont toujours stockés. La sauvegarde des autres chroniques - mois, décades, jours - est optionnelle.