Adaptive meshing methodology based on topometric data for dambreak inundation assessments

Résumé

Les cartes d'inondation constituent le produit final des études de rupture de barrage exigées par le Règlement pour la Sécurité des Barrages (RSB). La limite d'inondation qui représente l'enveloppe maximale du terrain atteint par l'onde de crue provient généralement du résultat d'un scénario de rupture simulé par un modèle numérique hydraulique. Toutefois, un modèle numérique n'utilise qu'une portion limitée des données topométriques disponibles pour bâtir le modèle de terrain (maillage 2D plus élévation topométrique aux noeuds). Notamment dans les cas où la donnée topométrique a été relevée par le Lidar, cette donnée s'évalue en plusieurs millions de points. Les modèles numériques hydrauliques les plus étendus excèdent rarement des centaines de milliers de noeuds notamment en raison des contraintes informatiques et de temps associés à l'exploitation de ces modèles. La production de la carte d’inondation finale nécessite d’assurer la cohérence entre les niveaux projetés et les élévations pour tous les points de la carte. Cette vérification peut être pénible en raison de la grandeur du domaine ou d’apparition de plusieurs petites vallées secondaires de cours d’eau tributaires qui n’ont pas été représentées par le modèle numérique hydraulique original. Le présent travail propose une stratégie automatique de remaillage qui utilise l’enveloppe des dimensions maximales atteintes par le modèle original couplé avec les données LIDAR disponibles pour produire un maillage amélioré qui réussira à capturer avec une grande précision les fronts humide ou sec et les débordements dans les vallées secondaires. Ce modèle permet de considérer la pente maximale à l’intérieure de chaque élément basé sur des données réelles, au lieu de contrôler la pente pour ne pas avoir de profondeur négative ou pour controller la vitesse. Par ailleurs, l’algorithme est basé sur quelques étapes présentées comme suit : (i) trouver les éléments coupés par l'enveloppe des interfaces humides et sèches, (ii) projeter les points topo-métriques sur les éléments coupés, (iii) si ces points sont très proches de l'interface, s'ils se trouvent dans une vallée ou s'ils sont plus élevés que les éléments coupés correspondants, alors ces points sont ajoutés aux noeuds précédents pour qu’ils soient inclus dans l’étape suivante de triangulation, (iv) finalement, relancer la simulation sur un nouveau maillage. Cet algorithme a été implanté et validé dans un écoulement de rupture de barrage avec une topographie complexe pour les rivières Eastmain et Romaine-Puyjalon au Québec.

Date	8 févr. 2019
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Azzeddine Soulaïmani (Directeur(-trice)) & Georges W. Tchamen (Codirecteur(-trice))