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Titre
du projet |
Visualisation
des écoulements de crue et des pollutions |
| Type
d'aléa |
Crues
en rivière et inondations |
| 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) |
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| Coordonnateur |
Jean-Marc
USSEGLIO / Philippe BELLEUDY |
| Participants |
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2) Contexte du projet
| Site(s)
d'étude |
Vallée
du Grésivaudan depuis Pontcharra jusqu’à
Grenoble |
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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) |
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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
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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.
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| 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. |
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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.
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4)
Débouchés du projet
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Utilisateurs
finaux potentiels |
Ingénieurs
du LHF, gestionnaires et décideurs en charge de la prévention
des risques inondation et pollution Potentiel
: grand public |
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Production
scientifique |
-
Méthodologie innovante
- Production de connaissances pratiques / opérationnelles |
| Produits
délivrables |
3
cassettes vidéo fournies au Pôle. |
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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.
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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.
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| Pages
Web |
Thèse
de Ludovic Darlet (1995) :
http://www.loria.fr/cgi-bin/DorisWeb/bibvisu?OCLC_W3=7832 |
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