Modélisation expérimentale des écoulements transitoires avec poches d'air emprisonnées dans les réseaux de drainage urbain

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Bousso, Samba
Copyright Year	2010
Abstract	RESUME Les eaux pluviales urbaines sont evacuees par des reseaux de drainage qui sont concus pour fonctionner en ecoulement a surface libre. Or pour plusieurs raisons, comme une augmentation de l’intensite de la pluie ou de sa frequence, une urbanisation accrue, ou des dysfonctionnements dans le reseau, la capacite d’evacuation de la conduite peut etre depassee. Ce depassement de capacite entraine une mise en charge partielle ou totale de la conduite. Le passage d’un ecoulement a surface libre vers un ecoulement en charge ou vice-versa represente un type d’ecoulement appele « ecoulement transitoire ». Durant un ecoulement transitoire, on observe des variations importantes de pression et de vitesse pouvant creer des dommages tels qu’une rupture de conduites, un effondrement d’infrastructures, une inondation de zones bases, une apparution de geyzers, etc. Ces ecoulements transitoires sont tres souvent accompagnes d’une entree/evacuation de quantites importantes d’air dans le reseau. Pour ameliorer la conception des nouveaux reseaux de drainage et la rehabilitation des reseaux existants, les modeles de simulation doivent prendre en compte les ecoulements transitoires en integrant des aspects particuliers souvent negliges, notamment la dynamique de l’ecoulement et les effets de l’air. C’est dans ce cadre que le Laboratoire d’Hydraulique de l’Ecole Polytechnque a mis en place un programme qui vise la modelisation numerique et physique (experimentale) des ecoulements transitoires avec et sans poches d’air emprisonnees. Le present memoire rentre dans le cadre ce programme. Son objectif principal est de faire une analyse dynamique et experimentale des ecoulements transitoires avec poches et bulles d’air,dans le but de disposer d’elements de comparaison et de pistes de solution pour la realisation du odele numerique particulierement dans sa composante avec poches d’air. La principale hypothese emise durant cette etude est que l’effet de l’air, souvent neglige, a un impact certain sur la dynamique de l’ecoulement. Les travaux de ce memoire se structurent en trois grandes parties : une revue bibliographique, un travail numerique sur le modele de simulation en cours de realisation et des travaux experimentaux.----------ABSTRACT Urban stormwaters are removed through sewer systems that are designed to operate in free surface flow. But for several reasons, such as increased intensity of rainfall or its frequency, increased urbanization, hydraulic failures, the pipe capacity may be exceeded. This overflow causes a partial or total pressurization pipe. The passage of free surface flow to pressurized flow is part of transient flows, during which the pressure and velocity variations are fast and can create damage such as the collapse of infrastructure, the ‘blow-off’ of manhole covers, geysers, and basement flooding, etc. These transient flows are often accompanied by entrance and release a large amount of air in sewers. To improve the design of new drainage systems and rehabilitation of existing sewers, taking into account the transient flows, simulation models should incorporate aspects often neglected, including the flow dynamics and air effects. For the reason the Hydraulics Laboratory of “Ecole Polytechnique de Montreal” has implemented a program to construct a transient flows simulation model with and without air pockets. This master aims to make a dynamic analysis and experimental study of transient flows with air pockets and bubbles,in order to provide data for comparison and possible solutions for the realization of numerical model especially in its component with air pockets. The main hypothesis emitted during this study is that the air effect, often overlooked, strongly impacts the flow dynamics. This work is structured into three main parts: literature review, numerical work on the numerical model in progress and experimental work. i) The literature review has enabled a critical analysis of existing models and develops their strengths and limitations. These models are classified according to the calculation method (Preissmann slot, interface tracking or two-compnent pressure approach) and for their ability to take into account the air effect. This review has shown that there is a diverse range of models, yet none of these takes fully into account the flow dynamics particularly as a result of the air.
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	https://publications.polymtl.ca/367/1/2010_SambaBousso.pdf
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article