Objectifs - Interface

La problématique

Le domaine de recherche de Christophe Cudennec est la modélisation hydrologique à base géomorphologique pour la gestion territoriale de l'eau. Ce titre scientifique décrit la recherche de modèles pluie-débit qui permettent de quantifier certaines relations entre le territoire et les circulations d'eau, et donc d'envisager un aménagement du territoire en vue de la réduction des dégâts dus aux fortes pluies.

Lorsque l'on parle ici de modèle, il s'agit d'une simplification de la réalité pour pouvoir appliquer des concepts et faire de la quantification. Un modèle pluie-débit permet de lier les pluies qui couvrent un territoire avec la quantité d'eau s'écoulant à un endroit donné pour un temps donné. Une fois un tel modèle correctement défini, l'opération inverse peut être envisagée, c'est-à-dire déduire de la quantité d'eau qui s'écoule les caractéristiques de la pluie tombée.

La problématique qui se cache derrière cette recherche est et sera de plus en plus d'actualité dans la région du Languedoc-Roussillon : les crues et la gestion de l'aménagement territorial afin de faire face à ces crues. Ce sont les précipitations de fortes intensités plutôt que le total annuel des précipitations qui causent souvent les catastrophes naturelles, comme les inondations exceptionnelles. Les précipitations fortes dépassent la capacité d'infiltration du sol et se traduisent par un ruissellement de surface qui peut devenir excessif et générer des crues importantes en aval.

Figure A.1.1 - - Le rôle intégrateur du bassin versant à l'échelle de l'évènement hydrométéorologique (Source Cudennec, 2001)

Le problème actuel est que chaque aménagement, aussi bien à l'échelle de l'agriculteur qui cherche à protéger ses récoltes qu'à l'échelle de la commune qui cherche à protéger ses habitants et leurs biens, résout des problèmes locaux de crues. Les acteurs individuels aménagent leur partie de territoire de manière à réduire les conséquences localement, sans forcément étudier l'effet de ces aménagements sur les territoires plus en aval. Pour prévenir au mieux les conséquences de ces évènements naturels, l'idée est d'étudier le comportement du territoire et de ces aménagements à un plus haut niveau d'organisation des cours d'eau et donc de résoudre les problèmes à ce niveau d'organisation : celui du bassin versant.

Le bassin versant est un territoire sur lequel les gouttes de pluie qui tombent s'écoulent, puis se rejoignent en un même endroit : l'exutoire (remarque : il existe toujours une partie de la pluie qui est stockée dans des réserves souterraines ou en surface, qui retourne à l'atmosphère par évaporation ou qui " fuit " en profondeur). Un bassin versant possède des frontières naturelles qui suivent des lignes naturelles et définissent généralement une zone fermée. Nous pouvons donc définir qu'un bassin versant est une zone délimitée par un contour. Les gouttes de pluie peuvent aussi s'infiltrer dans la roche et former des réservoirs ou des nappes souterraines ; il existe alors une circulation souterraine des eaux.

Dans un bassin versant, l'eau s'écoule toujours d'un point haut vers un point bas, soit de l'amont vers l'aval. Sur son chemin, elle recueille les eaux d'autres cours d'eau, plus petits. Ils sont appelés les affluents.

Il faut noter l'existence, à la surface du bassin versant, d'un système longitudinal, le réseau de drainage ou réseau hydrographique, défini comme l'ensemble des cours d'eau naturels ou artificiels, permanents ou temporaires, qui participent à l'écoulement. Ce réseau est plus ou moins développé selon différents facteurs (géologie, climat, pente du terrain, etc.). La carte 1 présente l'exemple du réseau hydrographique du bassin versant de Skhira :

Figure A.1.2 - - Présentation du bassin versant de Skhira (Source Cudennec et al, 2005)

En définitive, le réseau hydrographique est donc un objet ramifié et hiérarchisé. Pour un bassin versant, outre l'exutoire, unique extrémité aval, le réseau hydrographique est composé de points particuliers : les extrémités amont, appelées sources, ainsi que les jonctions entre plusieurs - en général deux - branches du réseau, c'est à dire les confluences. La fraction du réseau hydrographique comprise entre deux confluences ou bien entre une confluence et une extrémité est appelée bief.

Etudes de bassins versants - Caracteristiques du reseau hydrographique" />

Dans notre objectif, la plupart des statistiques géomorphométriques d'un bassin versant seront générées à partir des caractéristiques du réseau hydrographique. Nous les définissons donc maintenant afin de ne pas perdre le lecteur par des définitions hydrologiques au milieu de la description du logiciel.

Donc, la caractéristique la plus simple à calculer, mais dont tous les autres calculs dépendent, est la longueur de chacun des biefs du réseau. En connaissant ces longueurs, il sera possible de calculer les longueurs pour d'autres éléments du bassin versant.

Une des principales études à faire sur un bassin versant est celle de la classification de son réseau hydrographique. La classification est facilitée par un système de numérotation des biefs. L'ordre des cours d'eau est donc une classification qui reflète la ramification du cours d'eau. Il existe plusieurs types de classification des biefs, dont la classification de Strahler (1952), qui est la plus utilisée. C'est celle que nous utiliserons.

Cette classification permet de décrire sans ambiguïté le développement du réseau de drainage d'un bassin de l'amont vers l'aval. Nous allons tout d'abord considérer l'ordre de Strahler sur un réseau hydrographique binaire car, dans un milieu naturel, les confluences multiples sont rares. Donc, sur un réseau hydrographique binaire, l'ordre de Strahler se base sur les règles suivantes :

La figure suivante illustre l'ordre de Strahler sur le réseau hydrographique binaire du petit bassin versant tunisien de Hadada.

Figure A.1.3 - Application des ordres de Strahler au réseau hydrographique binaire du bassin versant de Hadada (Tunisie)

Figure A.1.4 - Application des ordres de Strahler à un réseau hydrographique non binaire extrait d'un MNT

Enfin, les longueurs des chemins (de chaque bief et de chaque point de la grille d'échantillonnage) et de leurs composantes sont considérées en termes statistiques et cartographiques.

L'analyse du comportement hydrologique d'un bassin versant (système hydrologique) s'effectue par le biais de l'étude de la réaction hydrologique du bassin face à une sollicitation (la précipitation). Cette réaction est mesurée à l'exutoire du système hydrologique par l'observation d'un hydrogramme qui n'est autre que la représentation de l'évolution du débit Q en fonction du temps t.

Figure A.1.4 - Principes d'analyse du comportement hydrologique du bassin versant et hydrogramme résultant (Source http://hydram.epfl.ch/e-drologie/)

Il s'agit donc d'analyser le débit d'eau dans le cours du temps à l'exutoire d'après des relevés spatio-temporels de la pluie.

Pour calculer ce débit au cours du temps, il suffit alors d'appliquer un champ de pluie, c'est-à-dire la quantité de pluie tombée à un instant t et à une position dans l'espace p, à la représentation du bassin versant sous forme de zones isochrones. On peut alors prévoir, à chaque pas de temps suivant, la quantité d'eau provenant de ce champ de pluie et arrivant à l'exutoire. Il faut pour cela calculer la pluie nette, c'est-à-dire la quantité de pluie qui va s'écouler à travers le réseau hydrographique, à partir de la pluie brute, c'est-à-dire la quantité d'eau spécifiée par le champ de pluie. Il suffit alors d'appliquer le champ de pluie dans le temps et dans l'espace, c'est-à-dire de prendre en compte la variabilité de l'intensité et de l'emplacement des nuages de pluies, et on obtient un débit théorique dans le temps que l'on peut comparer au débit réel.

Pour cela, il est donc envisageable de déduire les zones isochrones en terme de temps d'écoulement, à partir de caractéristiques du réseau hydrographique. Les zones isochrones définies représenteront alors les zones d'égal temps de parcours de l'eau jusqu'à l'exutoire via le réseau hydrographique. Le tracé du réseau des isochrones permet donc de comprendre en partie le comportement hydrologique d'un bassin versant et l'importance relative de chacun de ses sous bassins.

Figure A.1.5 - Présentation des isochrones du bassin versant de Skhira (Source Cudennec et al, 2005)

Les zones isochrones et les comportements hydrauliques alors définis, on aboutit alors au graphique qui suit :

Figure A.1.6 - Champ de pluie appliqué aux zones isochrones d'un bassin versant (Source Cudennec et al, 2005)

OdefiX - Objectifs - Interface graphique - API - GUI

Cette partie présente l'architecture générale du développement. Elle détaille notamment les classes créées pour concevoir l'interface graphique générique présentée à la section précédente.

L'architecture de l'application, présentée dans la figure 5.1, est définie par le regroupement de classes dans des paquetages. Les relations entre paquetages définissent les dépendances dans l'application et déterminent la stabilité de l'architecture.

Figure 5.1. - Architecture générale

• Le paquetage java regroupe tous les paquetages du kit de développement fourni par Sun Microsystems. Nous utilisons le JDK 1.4 (Java Development Kit).

• Le paquetage data contient des classes nécessaires à la construction et à l'évolution des modèles.

• Le paquetage gui : Graphical User Interface regroupe les classes écrites pour l'interface graphique de l'application. Ce package est fortement lié au package data puisqu'il sert à les figurer, ainsi qu'à les manipuler et les visualiser.

• Le paquetage applicatif_métier applicatif_métier correspond aux classes propres à un modèle spécifique. Ce dernier est basé sur le package data, les données d'un modèle dérivant des données génériques. Le package gui sert quant à lui à représenter ces données

L'intérêt de l'architecture réside dans la souplesse de modification pour ajouter de nouvelles caractéristiques. La génération d'applicatifs dédiés est facilitée par la structuration proposée, qui permet ainsi une extension aisée des types de composants à étudier.

Les classes de base

La présentation de l'interface graphique générique a montré l'intérêt de spécifier la notion générale de définition. Tout objet manipulé peut être traité comme une définition plus ou moins complexe. Il peut se ramener dans tous les cas à la définition d'une donnée de type simple comme une chaine de caractères, un réel, un entier, un booléen. Ces données peuvent elles mêmes être traitées comme des définitions.

Dans OdefiX, les données manipulées par le modèle seront toutes décrites par une Definition. Tout objet du monde réel nécessaire au modèle, qu'il soit concret (réservoirs, bassin versant, etc.) ou abstrait (chroniques des pluies ; variation dans le temps de certaines données, etc. ), pourra et devra être représenté par une Definition. Ces définitions sont plus ou moins complexes selon le type d'élément qu'elles vont figurer.

Figure 5.2. - les classes de base

L'abstraction Definition

Pour un objet, être une Definition assure de la spécification de :

• un label, qui constitue la dénomination de l'objet ;
• un identifiant le définissant de manière unique ;
• un type, qui permet de qualifier l'objet par une brève description (méthode getType()) ;
• la représentation et l'affectation possible des données sous forme d'une chaine de caractères (méthodes toString() et set(String s)) ;
• la validité de l'objet (renvoi des incohérences);
• la représentation de l'objet, sous forme d'un modèle de tableau (TableModel), suivant différents points de vue : description, définition, validité, résultats, etc.

Toute Definition possède également un formalisme en XML et pourra donc être stockée dans un fichier au format XML puis restaurée depuis ce fichier. Cet enregistrement/restauration des données en tant que fichier ne se fait que pour les Definition qui sont également des Documents. Toute Definition possèdera forcement un Document comme parent dans un des niveaux supérieurs de sa hiérarchie. Un document est une définition complexe, extensible, qui peut être chargée et sauvée au format XML. C'est un composant de base de l'environnement de travail.

L'avantage des Definitions est l'homogénéité. En effet, si chaque modèle et ses données sont représentés sous forme de Definition, il sera d'autant plus simple de faire cohabiter les modèles, ce qui est la finalité d'OdefiX.

-A VOIR-
- explications sur persistance en XML
- explications sur gestion de l'indexation
- explications sur la gestion des modifications sep-2004

OdefiX offre un ensemble de Definitions qui seront communes à de nombreux modèles. Il fournit pour cela des Definitions correspondant aux données primitives des langages de programmation (les chaînes de caractères, les nombres entiers, les nombres à virgule flottant, les booléens ), ainsi que l'équivalent des tableaux à une et deux dimensions de ces données primitives.

A chaque définition Data est associé un DataType, qui spécifie le type des données représentées (un nombre représentant un débit est différent d'un nombre représentant une coordonnée). Un type Datae données possède donc différents attributs (des bornes de validité minimale et maximale, une valeur par défaut, une unité, un format, une précision, etc.) Ces types de données sont répertoriés dans des catégories et principalement défini dans des fichiers XML. Les types de données communs à tous les modèles sont stockés dans la catégorie OdefiX, tandis que chaque modèle spécifique possède sa propre catégorie, et éventuellement son propre fichier XML.

Figure 5.3. - les définitions de type de base

Exemple de types simples sous leur forme XML :
Le type de la catégorie OdefiX décrivant un nombre à virgule flottant quelconque :
<type id="real" label="Real" base="real" minValue="0" maxValue="1000000000000" precision="0.01" format="0.0#"/>
Le type de la catégorie ZonAgri décrivant un prix se basant sur le type simple de base décrit ci-dessus:
<type id="price" label="Prix total" base="real" desc="Prix des produits total" minValue="0" maxValue="100000" precision="0.01" unit="euro" cumul="true" format="0.00" holeValue="-1"/>

-A VOIR-
- explications sur le formatage
- explications sur la gestion des unités

Une Definition possède un contenu qui peut être simple ou complexe, extensible ou prédéfini. Une Definition complexe pourra donc contenir d'autres Definition, elles-mêmes pouvant être complexes. Il apparaît alors la notion de hiérarchie, chaque Definition possédant une Definition parent et des Definitions enfants, en ce qui concerne les complexes. Les Definitions extensibles peuvent recevoir un certain nombre de Definition d'un certain type, défini par le programmeur et correspondant à la nature spécifique de l'objet contenant.

Figure 5.4. - les définitions "complexes"

Par exemple, un réservoir peut être défini pour une contenance maximum et un débit constant, qui seront tous deux des définitions simples. Une zone géographique peut alors être décrite comme un ensemble de réservoirs. Ce sera alors une définition complexe et extensible, qui possèdera une liste de réservoirs, c'est-à-dire une liste de Definitions complexes.

- soit créer une Definition qui n'est en fait qu'un raccourci, une référence à une Definition déjà définie ailleurs dans l'arborescence de l'environnement de modélisation. Ainsi, toute Definition de type Document sera manipulée à travers des associations ;

- soit définir une liste de Definition, à partir de laquelle on pourra choisir le type de Definition de l'objet. Par exemple, une valeur peut être définie par un nombre ou bien par un calcul (une formule). Ce sera à l'utilisateur de choisir le mode de définition.

Figure 5.5. - les associations

La figure 5.5 présente l'arbre d'héritage des classes pour la gestion du temps : pas de temps, variations saisonnières, chroniques, etc.

Figure 5.5. - Les classes de gestion du temps

Le pas de temps est introduit par la classe abstraite TimePeriod qui hérite de AbstractIntDefinition. La classe TimePeriod assure en plus la spécification :

• d'un calendrier de référence, on utilise le calendrier grégorien disponible dans le paquetage java.utilgetCalendar()) ; (méthode
• d'un format de date (méthode getFormat()) ;
• du passage au pas de temps suivant (méthode toNext()) ;
• du nombre de jour du pas de temps (méthode getDays()) ;
• de diverses méthodes intéressant les dates (méthode isLeapYear(int _year), etc).

Les classes YearStep, MonthStep, D10Step et DayStep assurent l'implémentation de la spécification d'un pas de temps respectivement annuel, mensuel, décadaire (au sens météorologique c'est à dire période du 1 au 10, du 11 au 20, et du 21 à dernier jour du mois) et journalier.

La variation saisonnière d'une caractéristique numérique est introduite par la classe YearlyVariation qui hérite de TimeVariation donc de AbstractDefinition. La classe YearlyVariation assure, à partir de la définition des valeurs mensuelles interannuelles, la spécification :

• de la valeur de la variable pour une décade ou un jour particulier, actuellement traitée par interpolation linéaire (méthodes getValue(D10Step _step) et getValue(DayStep _step)) ;
• de chroniques de valeurs interpolées en décadaire et journalier (méthodes getD10Chronicle() et getDayChronicle).

La classe Chronicle permet de définir la variation d'une caractéristique numérique à pas de temps fixe sur une grande période. La chronique peut être affectée à partir d'un fichier (méthode set(java.io.File file)). Le pas de temps début (méthode getFirstStep()) spécifie le type de variation : annuelle, mensuelle, décadaire ou journalière.

-A VOIR-
- explications sur le package data.time

Cette extension est basée sur une structuration générique des données (gestion de cartes, plans, schémas, graphes, etc) par un typage des informations et propose une formalisation de la gestion du temps autorisant les animations graphiques.

Figure 5.6. - Les classes de représentation en 2D

Le document cartographique est une Definition composée d'objets Couche. Un document peut contenir une ou plusieurs couches. Chaque couche correspond à une agrégation d'objets permettant une représentation en deux dimensions et possédant des informations associées.

Ces objets, que nous dénommons Série, sont donc décrits par une série de valeurs x et de valeurs y, les types de valeurs correspondants et une liste d'informations associées.

-A VOIR-
- explications sur le package data.map
- explications sur les parsers ASCII dont le parser Mif/Mid

OdefiX - Objectifs - Interface graphique - API - GUI

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 de modélisation pour l'aide à la décision :

• la construction de modèles ;
• la simulation de modèles ;
• l'évaluation des performances.

L'interface graphique définie sert ainsi à visualiser et modifier les objets de l'application (modèles, documents, composants...) 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. - Explorateur, vues sous forme Tableau et Carte

L'interface proposée permet de :

Le menu et la barre d'outils Affichage     |    |            permet de visualiser différents aspects de l'objet sélectionné.

  Précédent

  Suivant

  Mise à jour

  Nouvel onglet

  Fermeture onglet

  Descriptions

  Attributs

  Définition complète

  Données par types

  Problèmes de définition

  Résultats

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

    Copier

    Coller

    Annuler annule la dernière modification de définition active dans la liste des changements.

    Rétablir

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

  Nouveau

    Ouvrir

    Sauvegarder

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

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 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.

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

 

 

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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

 

 

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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 - Interface graphique - API - GUI

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).

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

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.

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’’.

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 - 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

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 - 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.

   

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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%

    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

    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)

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

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%

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

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

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)

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

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

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.

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.

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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.

 

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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.

 

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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.

 

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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.

 

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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

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

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 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.