[PGRN] [Programme de recherche départemental]

Projet CG38 - PGRN piloté par le LTHE

Titre du projet

Visualisation des écoulements de crue et des pollutions

Type d'aléa
Crues en rivière et inondations
Année

1989

Mots-clés
Risques naturels et technologiques - Inondation - Pollution - Simulation numérique - Outil de visualisation - Communication - Vulgarisation
Champs disciplinaires
Hydrologie, hydraulique, informatique


1) Organismes et auteurs


Organisme pilote
LHF
Organisme(s) associé(s)
 
Coordonnateur
Jean-Marc USSEGLIO / Philippe BELLEUDY
Participants
 


2) Contexte du projet


Site(s) d'étude
Vallée du Grésivaudan depuis Pontcharra jusqu’à Grenoble
Contexte de l'étude
Dans l'étude de phénomènes catastrophiques, l'imagination peut facilement concevoir un évènement d'ampleur limitée par référence à un évènement observé. Il est en revanche difficile de se représenter un phénomène d'une ampleur exceptionnelle. Le travail de recherche entrepris a eu pour but de remédier à la pauvreté de la représentation graphique des résultats de processus physiques complexes, notamment dans le domaine de la simulation des crues et des pollutions pour permettre aux techniciens de contrôler les résu1tats, permettre aux non-techniciens d'accéder à ces résultats, et favoriser la communication des spécialistes avec les élus, les décideurs et le grand public. L'environnement logiciel développé a permis la réalisation de plusieurs films d'animation : inondations de la plaine du Grésivaudan par les crues de l’Isère ; inondation consécutive à une rupture de barrage ; transferts de polluants dans les eaux de surface et les eaux souterraines.

Ce travail a été réalisé par le Laboratoire Hydraulique de France (LHF) en collaboration avec l'Institut de Mécanique de Grenoble et la Société GETRIS Image (ZIRST de Meylan).
Programme plus vaste
Contexte : dans le cadre de la création du LHF (développement de l’entreprise)
Initiation du projet
Participation du PGRN
Montant du financement (k€)
17,99 k€ (118 kF)
Part du CG38 - PGRN
50 %
(Co)-Financements
+ 50 % dans le cadre de la création du LHF : subvention Ministère Recherche - Région - Département
Appréciation du rôle du financement CG38 - PGRN
Il a permis de prouver la faisabilité du projet, de financer des salaires…


3) Objectifs, méthodes et résultats

Objectifs
Remédier à la pauvreté de la représentation graphique des résultats de simulations des processus physiques complexes avec des méthodes numériques élaborées et de leurs utilisations industrielles courantes, afin de permettre aux spécialistes de contrôler aisément ces résultats, et de permettre aux non-spécialistes d’accéder à ces résultats de façon immédiate, attrayante et démonstrative.

Permettre, sur ce thème, la recherche d’une meilleure utilisation des outils existants, la formation de chercheurs et la diffusion des méthodes d’hydraulique numérique.

Méthodologie
Développement de logiciels de visualisation spécifiques, permettant une visualisation animée des phénomènes calculés. Le support adopté (bande vidéo) a été choisi en raison de la facilité de diffusion et du coût modéré du matériel.
Application orientée vers l’étude des écoulements dans les systèmes fluviaux (lit mineur et plaine inondable) : avancée d’une crue, pénétration des écoulements (emprise, hauteurs d’eau, vitesse), propagation d’une pollution accidentelle.

- Description des principes de réalisation d’un film vidéo scientifique.

- Développement d’une station de travail graphique (par la société grenobloise GETRIS) composée du système ATALIS contenant des bibliothèques de traitement d’images, complété par un micro-ordinateur PC-AT, une palette graphique et un moniteur, ainsi qu’un magnétoscope, une caméra vidéo et une imprimante graphique couleur. Cette station de travail est reliée au réseau du centre de calcul du LHF (stations de travail APOLLO travaillant sous système UNIX).

- Développement de logiciels spécifiques écrits en langage C, qui apparaissent comme une surcouche des primitives graphiques et de pilotage du magnétoscope, dont l’ensemble forme un progiciel (ANIC : ANImation des Calculs), afin de pouvoir réaliser des films scientifiques illustrant les résultats de simulations numériques.

- Réalisation du film « Visualisation des écoulements de l’Isère en crue » à partir des résultats d’une étude hydraulique effectuée en 1988 par SOGREAH pour la DDE de l’Isère (intitulée « Etude des zones inondables de l’Isère entre le Pont de la Gache et le Pont des Sablons »), fondée sur les plans topographiques au 1/5000è et utilisant le code de simulation CARIMA (CAlcul des RIvières MAillées), qui permet une représentation quasi bidimensionnelle des écoulements en rivière moyennant un découpage préalable du champ d’inondation en casiers.

- Visualisation d’une pollution (à caractère fictif) par simulation de convection-diffusion-dégradation d’un polluant avec le code CONDOR (compatible avec le code CARIMA et utilisant directement les résultats de ses calculs d’écoulement) sur le modèle de l’Isère entre Pontcharra et Grenoble.
Résultats
Développement des logiciels LHF pour les besoins de la station de travail graphique : PROFIL (animation d’un profil en long), BIDIM (logiciel d’animation des résultats d’un calcul quasi bidimensionnel d’écoulement d’une crue dans un système de casiers), et ENREGI (enregistrement des images créées sur le magnétoscope).

Réalisation d’une vidéo représentant plusieurs scénarios de l’écoulement de la crue bicentennale (correspondant à l’optimum économique de protection de la ville de Grenoble) simulés par SOGREAH, avec ou sans rupture de digue (versions française et anglaise).

Réalisation d’une séquence de film visualisant l’évolution d’un nuage de pollution industrielle déversé accidentellement un peu à l’aval de Pontcharra.



4) Débouchés du projet

Utilisateurs finaux potentiels
Ingénieurs du LHF, gestionnaires et décideurs en charge de la prévention des risques inondation et pollution

Potentiel : grand public

Production scientifique
- Méthodologie innovante
- Production de connaissances pratiques / opérationnelles
Produits délivrables
3 cassettes vidéo fournies au Pôle.
Partenariats
*
Retombées du projet
 - Point de départ de recherches ultérieures (plusieurs stages de recherche-développement d’élèves ingénieurs, 3 projets de fin d’année d’élèves ingénieurs, 2 DEA, 1 ou 2 thèses ?...), notamment en matière de simulation / visualisation des pollutions + Renforcement de l’équipe du LHF d’étudiants de l’INPG ou de l’UJF dans le cadre de cette étude.

- Grâce à la technologie ainsi développée, le LHF a obtenu deux contrats d'études et participe au projet EUREKA-VISIMAR (thèse de Ludovic Darlet, 1995) qui concerne les processus environnementaux dans les eaux côtières, avec 200 kF pour continuer ces travaux.

- Produit vendu à la SNCF pour le TGV Méditerranée.

- Film pour le CG 93 sur le fonctionnement des bassins de rétention.

- Vidéo Baume-les-Dames pour illustrer les mécanismes d’une inondation pour une expertise lors d’un procès.



5) Valorisation du projet

Publications et communications

Belleudy, P. (1990). Perlette - Les simulations numériques des polluants des eaux continentales: 11 mn.

Belleudy, P., Cunge, J.A. (1990). La vidéo de simulations numériques : un outil de communication, d'aide à la compréhension et à la décision pour la gestion de l'eau. Colloque Européen "La Gestion de l'Eau", Paris La Villette.

Belleudy, P., Sauvaget, P. (1991). Video-animation of hydraulic simulation results. XXIV IAHR Congress, Madrid, Spain.

Belleudy, P., Sauvaget, P. (1991). Video-animation of hydraulic simulation results: 9 mn.

Darlet L. (1995). Système de visualisation scientifique assistée par ordinateur. Thèse informatique, Grenoble 1, 216 p.

Pages Web
Thèse de Ludovic Darlet (1995) :
http://www.loria.fr/cgi-bin/DorisWeb/bibvisu?OCLC_W3=7832

 

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