Débitmètrie et mécanique des fluides numérique : contribution à l'évaluation et à la réduction des incertitudes des mesures de vitesse moyenne

Flow measurement and computational fluid dynamics: contribution to the assessment and control of uncertainties on mean velocity measurement

¹ LUNAM, IFSTTAR, GERS-LEE, CS 4, F-44344 Bouguenais cedex
frederique.larrarte@ifsttar.fr, claude.joannis@ifsttar.fr
² 3D EAU, 21 rue Jacobi-Netter, F-67200 Strasbourg
matthieu.dufresne@engees.unistra.fr
³ Université de Lyon, INSA Lyon, CNRS, LMFA UMR5509, F-69621 Villeurbanne
emmanuel.mignot@insa-lyon.fr, nicolas.riviere@insa-lyon.fr
⁴ Université de Lyon - INSA Lyon, Laboratoire Déchets Eaux Environnement Pollutions, adresse : 34 avenue des Arts, F-69621 Villeurbanne cedex
gislain.lipeme-kouyi@insa-lyon.fr
⁵ Ecole Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg, Laboratoire ICube, 1 quai Koch, F - 67000 Strasbourg
jose.vazquez@engees.unistra.fr

Résumé

Les gestionnaires de réseau d'assainissement urbain sont amenés à équiper leurs réseaux à l'aide de débitmètres. Lorsqu'il n'existe pas une relation permanente permettant de relier localement la hauteur d'eau et le débit, on recourt fréquemment à la mise en place de capteurs de vitesse. Le passage de la vitesse mesurée par ces capteurs vers la vitesse moyenne dans la section implique des incertitudes difficiles à évaluer. La modélisation 3D des écoulements permet de simuler la réponse des capteurs pour évaluer ces incertitudes, et, le cas échéant, de les réduire par étalonnage numérique. Après une présentation de la démarche générale, nous l'illustrerons par un cas générique d'un site à l'aval d'un coude et par le cas spécifique d'une section complexe.

Abstract

Sewer network managers are more and more implementing discharge sensors within sewer networks. When no permanent relation exists between the local water depth and discharge, velocity sensors are usually installed. In such case, the velocity values measured by these sensorS must be extrapolated to reach the averaged velocity across the flow section. This extrapolation implies uncertainties which are difficult to assess. 3D modelling of the velocity field allows to simulate the response of sensors for assessing these uncertainties, and reduce them by numerical calibration. In the following text, the general methodology is first introduced and then applied to two case studies, including a bend flow and a complex section configuration.