Génération des maillages

4.6.1 Considérations générales

Avant d’utiliser TELEMAC 2D, il est nécessaire de discrétiser spatialement le réservoir à l’étude. Cette étape peut être réalisée en générant un maillage. Dans TELEMAC 2D, un maillage est constitué de nœuds de calculs et d’éléments triangulaires. Chaque élément triangulaire est composé de trois nœuds de calculs. Les résultats obtenus par la résolution des équations descriptives de la dynamique des fluides sont calculés à chaque nœud du maillage puis interpolés à l’intérieur de chaque élément triangulaire. Le maillage est également borné par les conditions frontières du modèle. Ces conditions aux limites peuvent être soit sèches ou liquide (entrées et/ou sorties d’eau du modèle). Selon le manuel d’utilisateurs de TELEMAC 2D (EDF, 2010), certaines précautions doivent être prises lors de la génération du maillage :

1. Une condition frontière liquide doit au minimum être définie par cinq nœuds de calcul. Il est toutefois recommandé qu’elle en possède dix.

2. En période d’étiage, un minimum de 3 à 4 nœuds de calcul est nécessaire pour assurer un transport de débit adéquat. Si cette condition n’est pas respectée, le modèle aura de la difficulté à assurer la conservation de la masse et les résultats pourraient être de mauvaise qualité.

3. Aux endroits de forts gradients bathymétriques, il est recommandé de densifier le maillage si les courants ne sont pas tangents à la pente de la bathymétrie.

4. Il est préférable d’assurer des éléments triangulaires le plus équilatéraux possibles. Toutefois, dans le cas des maillages de rivière, il est préférable d’utiliser des éléments de forme allongée dans le sens du courant.

5. Il faut toujours s’assurer que les nœuds de calcul situés sur une condition frontière liquide soient noyés pour toute la durée de la simulation.

4.6.2 Génération des maillages avec BlueKenue

BlueKenue est logiciel de pré/post traitement utilisé en complément avec TELEMAC 2D. Ce logiciel permet de générer des maillages et d’observer les résultats calculés par TELEMAC 2D. La première étape pour générer un maillage est de tracer un polygone qui délimite la zone à

l’étude. Cette ligne doit ensuite être rééchantillonnée afin qu’elle soit définie par des nœuds de calcul à un intervalle de distance régulier. Plus cet intervalle de distance sera court, plus le maillage sera dense près de la limite de la zone d’étude. Lorsque le rééchantillonnage du polygone est complété, celui-ci peut être utilisé comme « Outline » dans le mailleur de BlueKenue.

Ensuite, il est nécessaire de décider si les îles situées dans le domaine à l’étude seront noyées ou non durant la simulation. Si certaines îles sont assurément dénoyées pour toutes les simulations à effectuer, il possible de les exclure du maillage en traçant des polygones fermés et rééchantillonnés de la même forme que chaque île et d’inclure ces polygones dans la section « Hardline » du mailleur de BlueKenue.

Finalement, afin de décider de la densité générale du maillage, il est nécessaire de choisir une longueur maximale d’un côté d’élément en faisant varier l’option « Edge length » du mailleur de BlueKenue. Des raffinages locaux peuvent être appliqués en traçant un polygone dans la zone à raffiner. Pour ce faire, il est nécessaire d’attribuer une longueur maximale du côté d’élément souhaitée comme élévation du polygone. Ce polygone peut ensuite être utilisé dans la section « Density » du mailleur de BlueKenue.

Trois maillages pour Outardes 4 et trois autres pour Gouin ont été générés à l’aide de BlueKenue. Les caractéristiques de ces maillages sont présentées au Tableau 4-8.

Tableau 4-8 Caractéristiques des maillages pour Outardes 4 et Gouin

Les maillages #2 des réservoirs Gouin et Outardes 4 sont présentés à la Figure 4-15 et à la Figure 4-16.

#1 #2 #3 #1 #2 #3

Nombre arrondis de noeuds 39000 142000 300000 147000 223000 394000

Élévation correspond à la limite

de la zone d'étude (m) 369 369 369 410 410 410

Distance entre les noeuds du

"Outline" (m) 120 75 50 75 100 50

Longueur maximale des côtés

d'éléments "Edge length" (m) 625 75 50 150 100 75

Outardes 4 Gouin

Caractéristiques des maillages

4.7 Conclusions et recommandations

Ce chapitre avait pour objectif de présenter les études de cas qui seront effectués sur les réservoirs Outardes 4 et Gouin. À cette fin, l’outil de calcul TELEMAC 2D a été décrit. Ensuite, les réservoirs hydroélectriques choisis et leurs données respectives ont été présentés. L’analyse des données disponibles et des équations résolues par TELEMAC-2D permet d’établir les conclusions/recommandations suivantes :

 La formulation des efforts de vent dans TELEMAC-2D est fonction de la profondeur d’eau. Lors de simulations en écoulement permanent qui seront effectuées au chapitre 5, il sera possible d’étudier l’effet du vent selon différents niveaux d’exploitation.

 En observant les séries historiques d’apports naturels calculés par bilan hydrique, il est possible de constater que les apports naturels à Outardes 4 sont beaucoup moins bruités que ceux au réservoir Gouin.

 En observant les roses des vents des réservoirs Outardes 4 et Gouin, il est possible de constater la présence de plusieurs épisodes de forts vents orientés dans l’axe reliant les limnimètres.

 Les bathymétries interpolées qui ont été utilisées dans les modèles hydrodynamiques ont été validées en comparant les courbes d’emmagasinement générées à partir des données bathymétriques vectorisées avec les courbes d’emmagasinement officielles d’Hydro- Québec. L’écart entre les nouvelles courbes d’emmagasinement et les courbes officielles est faible. Toutefois, la nouvelle courbe d’emmagasinement d’Outardes 4 présente un écart modéré au fur et à mesure que le niveau du réservoir augmente. Cet écart peut être expliqué par le fait que les données bathymétriques ont dû être extrapolées pour couvrir tout le réservoir.

 La bathymétrie du réservoir Gouin est extrêmement complexe. En fait, le réservoir se divise en deux lacs distincts lorsque le niveau d’eau atteint une cote entre 401 et 402 m. À ce moment, les deux limnimètres n’enregistrent plus les variations de niveaux sur le même plan d’eau.

CHAPITRE 5

MODÉLISATION HYDRODYNAMIQUE DE L’EFFET DU