Le premier outil complet de modélisation du

cycle de l’eau, intégré dans un SIG open source

Introduction Olivier VENTO Resp. agence de Vitrolles

Frédéric MAUREL Directeur Général

Un moteur de calcul innovant et performant Thierry LEPELLETIER Directeur scientifique 15 mn

10 mn

Freemium, services, communauté 10 mn

Frédéric MAUREL Directeur Général

10 mn

Fin de la présentation Cocktail

Exemples d’applications Camille DURAN Responsable produit

| Anne BLONDEL Ingénieure utilisatrice

15 mn

Le choix du SIG et de l’open source Simon OLIVE Développeur

5 mn

10 mn

10 mn

Des concepts au service de l’ingénieur Camille DURAN Responsable produit 10 mn

20 mn

5 mn

INTRODUCTION

35 ans de développement, 11 ans de commercialisation

Des références multiples et de toutes tailles

Double identité : développeurs et ingénieurs-utilisateurs

UN CONTEXTE, UNE AMBITION

QUI SOMMES-NOUS ?

Un outil de modélisation adapté à la complexité et

l’interaction des systèmes hydrauliques

Submersion marine,

Débordement de cours d’eau,

Débordement des réseaux d’assainissement pluvial.

UN CONTEXTE, UNE AMBITION

QU’EST-CE QU’HYDRA ?

Evolution des enjeux/des attentes

Evolution de la gouvernance

Evolutions technologiques

UN CONTEXTE, UNE AMBITION

UN ENVIRONNEMENT EN MOUVEMENT

Une analyse des outils existants

Une nouvelle stratégie de développement

Outil complet : 1D-2D / ondes de rupture /

sédimento / ruissellement milieu urbain

Environnement SIG open-source (Q-GIS)

Plateforme ouverte à d’autres développeurs

Tarifs accessibles

UN CONTEXTE, UNE AMBITION

STRATÉGIE DE DÉVELOPPEMENT

ERGONOMIE ET CONCEPTS

Interface utilisateur : un plugin de QGIS

Ergonomie et concepts

LES GRANDS PRINCIPES

Interface utilisateur : un plugin de QGIS

Ergonomie et concepts

LES GRANDS PRINCIPES

HYDROLOGIE ET

RUISSELLEMENT SYSTÈMES

FLUVIAUX

RÉSEAUX

D’ASSAINISSEMENT

QUALITÉ TRANSPORT

SOLIDE

COUPLAGE

RIVIÈRES -

ASSAINISSEMENT

ETUDES

GENERALES

CONCEPTION

OUVRAGES

EXPERTISE

OUTILS D’AIDE

A LA GESTION

Ergonomie et concepts

MODÉLISEZ L’ENSEMBLE DES PROCESSUS

DU CYCLE DE L’EAU

Ergonomie et concepts

DES CONCEPTS INNOVANTS

Ergonomie et concepts

LES GRANDS PRINCIPES

Appréhender la réalité des phénomènes hydrauliques en jeu

dès la construction

Ajuster la taille et le niveau de détail des modèles aux besoins

Interpréter et exploiter facilement les résultats

Utiliser des fonctions avancées

Ergonomie et concepts

DES CONCEPTS INNOVANTS

Vidéo

Ergonomie et concepts

DES FONCTIONNALITÉS AVANCÉES

Multi-modèles

Les configurations

La régulation

Transport et qualité

Séries chronologiques, démarrage à chaud

EXEMPLES D’APPLICATIONS

Exemples d’applications

ANGKOR

Des applications multiples

Angkor

Exemples d’applications

ANGKOR

APSARA 0 1 2 3 4 5 km

Exemples d’applications

CARTOGRAPHIE DE L’ALÉA

INONDATION DES AYGALADES

(13)

DDTM13 0 0.5 1 1.5 2 2.5 km

Exemples d’applications

CARTOGRAPHIE DE L’ALÉA

INONDATION DES AYGALADES

(13)

DDTM13 0 50 100 150 200 250 m

Exemples d’applications

SCHÉMA DIRECTEUR PLUVIAL DE

MARSEILLE PROVENCE MÉTROPOLE

0 1 2 3 4 5 km

Exemples d’applications

SCHÉMA DIRECTEUR PLUVIAL DE

MARSEILLE PROVENCE MÉTROPOLE

0 200 500 m

Exemples d’applications

SDA Orléans

0 1 2.5 km

Exemples d’applications

SDEP Orléans

0 1 2.5 km

Exemples d’applications

SDA Orléans

Exemples d’applications

SDA Orléans

Exemples d’applications

MAGES ET SDA SIAAP

0 1 2 3 4 5 km

Exemples d’applications

MAGES ET SDA SIAAP

Des applications multiples

DÉCANTATION PRIMAIRE DE L’USINE SEINE AVAL

SIAAP 0 200 500 m

Exemples d’applications

DÉCANTATION PRIMAIRE DE L’USINE SEINE AVAL

SIAAP

01/06/2011 30/09/2011

Concentration coliformes fécaux (Npp/100 ml)

Exemples d’applications

QUALITE DES EAUX

BAIGNABILITE DE LA SEINE

LE CHOIX DU SIG ET

DE L’OPEN SOURCE

Communication avec

un serveur PostgreSQL

Intégration dans le SIG de QGIS

Stockage dans des

base de données

géographiques relationnelles

Pilotage des calculs via une interface

dédiée

Exploitation des résultats

Le choix du SIG et de l’open source

ARCHITECTURE

Le choix du SIG et de l’open source

Interface utilisateur : QGIS

QGIS Application Open Source active :

Progression permanente, large communauté

Intégration de l’application dans un écosystème de plugins SIG

Outils de base pour affichage, traitement et édition de données géographiques

Connection à PostgreSQL/PostGIS native

Le choix du SIG et de l’open source

Stockage des données : PostgreSQL

PostgreSQL Extension Spatiale PostGIS dédiée

Système de bases de données relationnelles qui garanti l’intégrité des

données des projet Structuration des données, formats ouverts

Cohérence de l’application avec les standards SQL géographiques

Interactions avec autres bases

Offre la possibilité de mutualiser les projets via un serveur centralisé

Le choix du SIG et de l’open source

L’univers de l’open-source

Utilisation de modules open source externes GMSH Outil de génération de maillages

GDAL Exploitation de fichiers RASTER

Perspectives de développement Visualisation 3D Partage de modèles et/ou de résultats via visualisateurs web Interfaçage avec bases de données exploitants

UN MOTEUR DE CALCUL

INNOVANT ET PERFORMANT

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

EQUATIONS DISCRÉTISÉES EN VOLUMES FINIS

𝑑𝑈𝑖𝑑𝑡= 𝐹𝑖𝑗𝑗

Fij Uj

Ui Uj

Ui

Liaison

Termes

volumiqu

es

Containeu

r

Termes

de flux

Les inconnues sont exprimées au centroïde de chaque

container

Traitement homogène pour tous les domaines

Formulation ouverte

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

TRAITEMENT INÉDIT DE BARRÉ DE ST VENANT

Les termes de pression et de gravité sont combinés de façon à

produire un flux ne dépendant que d’une différence de cotes

d’eau entre deux mailles adjacentes

hi

Mesh iMesh j

hj

zizj

Les équations de chocs découlent de cette approximation :

ressauts hydrauliques, intumescences, ondes de rupture de

barrage

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

CHOIX D’UN ALGORITHME IMPLICITE

Système matriciel global résolu à chaque pas

Résolution à l’aide du solver Pardiso

Temps de résolution variant linéairement avec le nbre de

nœuds.

Algorithme inconditionnellement stable

Grande robustesse de l’algorithme

Calculs rapides, pas de temps adaptatif

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

LES SINGULARITÉS HYDRAULIQUES

Ui

L’expression pour le débit d’échange « q » dépend de la

nature de la singularité

Vaste choix de singularités permettant de décrire au mieux la

complexité des écoulements et de leurs interactions

Optimisation de la taille du maillage

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

EXEMPLE : VANNE-SEUIL DÉVERSANT

h1

h2

p1

p2

zf1

zf2

zs

zv

hd

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

SIMPLIFICATIONS POSSIBLES DE LA FORMULATION

Les termes convectifs des équations de St Venant peuvent être négligés pour certaines applications

Ces simplifications peuvent ne porter que sur une partie

du domaine modélisé

Gains sur les temps de calculs

L’utilisateur optimise les calculs selon l’objectif de la modélisation

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

QUALITÉ, TRANSPORT HYDRO-SÉDIMENTAIRE

Équations de transport résolues dans la même

boucle temporelle que les équations hydrauliques

Même structure de discrétisation

Échelles de temps différentes entre l’hydraulique et

l’évolution des paramètres de transport

-> Géré automatiquement par le code de calcul

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

ÉCOULEMENT SOUS UNE VANNE

80 cm H

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

FRANCHISSEMENT DU BARRAGE DE COULOISY

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

FRANCHISSEMENT DU BARRAGE DE COULOISY

Maillage et carte

bathymétrique 100m

Carte des vitesses et

des hauteurs

calculées

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

FRANCHISSEMENT DU BARRAGE DE COULOISY

Simulation TELEMAC avec le même scénario de paramétrage

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

RUPTURE DE BARRAGE

5 km

Axe barrage

5m

1m

One de choc

One d’expansion

10 m

Maillage

Conditions initiales

Évolution de la ligne d’eau après rupture

DANS UN CANAL RECTANGULAIRE

UN MOTEUR DE CALCUL INNOVANT ET PERFORMANT

RUPTURE DE BARRAGE

h

calculSolution analytique

V

calculSolution analytique

Niveau d’eau (m)

Vitesse (m/s)

Comparaison des niveaux et des vitesses calculés avec

la solution analytique au temps t = + 5mn après la

rupture

FREEMIUM, SERVICES,

COMMUNAUTÉ

Licence STARTER

gratuite

Licence PRO

abonnement

Découvrez hydra et

ses principales

fonctionnalités

Utilisez les modules experts,

débridez les vitesses de calcul et

bénéficiez d’une assistance

utilisateur

FREEMIUM, SERVICES, COMMUNAUTÉ

UN MODELE FREEMIUM

BENEFICES UTILISATEUR

Version payante

Multi-

modèles

Groupage

de scénarios

Assistance

utilisateur Pollutions Transport

solide

Régulation

programmabl

e

Démarrage

à chaud Moteur

débridé

FREEMIUM, SERVICES, COMMUNAUTÉ

LICENCE PRO

4 000 €HT/an pour une licence monoposte

5 000 €HT/an pour une licence flottante réseau

FREEMIUM, SERVICES, COMMUNAUTÉ

TARIFS

LICENCE PRO

Double dégressivité : durée de l’engagement et nombre de licences

FREEMIUM, SERVICES, COMMUNAUTÉ

ASSISTANCE & FORMATION

Assistance

utilisateur Formations

support@hydra-software.net formation@hydra-software.net

Liberté / Cadre règlementaire

Un code de calcul propriétaire dans un

environnement libre

FREEMIUM, SERVICES, COMMUNAUTÉ

POURQUOI OPEN SOURCE

Communauté d’utilisateurs et de développeurs

Applications métiers au sein d’un écosystème open source

FREEMIUM, SERVICES, COMMUNAUTÉ

COMMUNAUTÉ OPEN SOURCE

Applications métiers au sein d’un écosystème open source

FREEMIUM, SERVICES, COMMUNAUTÉ

COMMUNAUTÉ OPEN SOURCE

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COMMUNAUTÉ OPEN SOURCE

Téléchargeable sur

www.hydra-software.net

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