Modélisation du remplissage et de la vidange des circuits hydrauliques
Dans le cadre du Mastère de M. Guizani, on s’est intéressé à la modélisation de la vidange et de la mise en charge des circuits hydrauliques, une continuation d’un travail entamé lors de son projet de fin d’études (Juin 2003). La contribution de cette recherche est fort intéressante pour la résolution d’un problème très complexe du fait de la nature des écoulements lors des phases de vidange et de remplissage des circuits hydrauliques.
Cette contribution consiste en une revue bibliographique très détaillée suivi par une modélisation mathématique de la mise en charge de plusieurs configurations des circuits allant des plus simples aux conduites d’adduction telle que celle de Ras Tabia-Bir El Kassaa de la SONEDE. Pour l’accomplissement de cette tache, une étude théorique du remplissage d’une conduite à profil ondulé et du phénomène de cavitation aux points hauts est présentée. Deux modèles sont développés, le premier traite la première mise en eau d’une conduite d’adduction, en se basant sur l’hypothèse d’une colonne rigide chassant l’air à la pression atmosphérique. Le deuxième modèle est une variante du premier pour décrire la remise en service d’une conduite après un arrêt pour réparation éventuelle, basé sur l’hypothèse d’une poche d’air sous pression en communication avec un appareil de contrôle du débit d’échappement de l’air de la conduite.
Une étude expérimentale, entreprise dans le cadre d’un séjour scientifique du candidat à l’Université de Michigan (MSU) aux USA, a été réalisée grâce au soutien du LMHE. Les premiers résultats de cette étude expérimentale ont montré que lors du remplissage d’une conduite l’hypothèse du front vertical n’était pas vérifiée dans la plus part des cas. Ce qui a amené le candidat à adopter deux nouveaux modèles en cours de développement à la MSU pour la modélisation des écoulements mixtes dans les réseaux d’assainissement.
L’application des modèles développés sur quelques exemples de la littérature a permis leur vérification avant leur intégration dans le modèle d’ensemble pour les conduites en séries. Ce modèle pourra servir pour la gestion optimale des réseaux hydrauliques comme ceux d’adduction d’eau de la SONEDE ou d’un assainissement de l’ONAS.
Ce Mastère a permis d’asseoir les bases de la modélisation des phénomènes physiques associés à la vidange et au remplissage des canalisations résultant de la présence de la phase gazeuse (écoulement et entraînement d’air sous pression en parallèle avec l’écoulement d’eau). Il a suscité l’intérêt du professeur Steven WRIGTH de la MSU qui a tenu à assister à la soutenance de ce mastère qui a eu lieu en début du mois de Février 2005, une communication relative à ce travail en commun avec un chercheur de la MSU a eu lieu à Toronto le même mois. Ce travail a donné lieu à une communication orale [9], un poster [10] et à un 1er prix d’un concours en sciences et technologies[11] .
Références :
[1] Nizar B.Souissi ; (2007) simulation de l’écoulement interne dans les turbomachines hydrauliques. MASTER FPE – ENIT2007-05-23
[2] Zgolli R. & B.Souissi N.(2006) PREDICTING APPEARANCE OF CAVITATION IN PUMPS WITH A NUMERICAL APPROACH- Int. Meeting ‘PHOENICS2006’
[3] Zgolli R. & Azouz H.(2003) ; ‘Numerical Approach to the Prediction of Cavitation in Pumps’. Fifth International Symposium on Cavitation (CAV03-OS-6-04) Osaka, Nov.1-4, 2003.
[4] Haddad N., Sous J., Cunha C. M. et Moussa M., (2003) ; ‘Calcul et optimisation du réseau de distribution d’eau potable de la ville de Kairouan.’;La Houille Blanche, N° 6, pp. 58-62.
[5] Gharbi L., Ghrab N. et Moussa M., (2003) ; ‘Confort d’été d’un logement méditerranéen : Une approche Zonale’ ; Publication sur CD-Rom de la revue “Les Techniques de l’Ingénieur : Thermique du Bâtiment ”. par G .Guarracino, Edition N°2, Paris, Avril 2003, pp. 1-5.
[6] Gharbi L., (2005) ; ‘Modélisation des échanges thermo aérauliques dans les bâtiments en régime dynamique’ ; Thèse de Doctorat ENIT / INSA-Lyon, 200 p.
[7] GUIZANI Mokhtar, 2005, Modélisation de la vidange et de la mise en charge des circuits
hydrauliques, Mémoire de Mastère, MHE, ENIT.
[8] GUIZANI M., VASCONCELOS J.G., WRIGTH S.J & MAALEL K. 2005, Investigation
of Rapidly Filling of Empty Pipes, CHI. Effective Modelling of Urban Water Systems,
Monograph 13. CHI 2005.
[9] GUIZANI Mokhtar, MAALEL Khlifa & WRIGHT Steven J. “Implementation of a
Rigid Column Model to predict Pressure Surges in Rapidly Filling Pipelines”
Communication Orale+résumé:Tunisian Japanese Symposium For Society, Science and
Technology (TJASST), Sousse,04-06 Decembre 2006.
[10] GUIZANI Mokhtar, MAALEL Khlifa & WRIGHT Steven J. «Augmentation rapide
des débits dans les conduites : Modèle à Colonne Rigide (MCR) & Modèle des
Pressions Découplées (DPA)», Poster Journées ENIT-Entreprises, 12-15 décembre 2006
[11] GUIZANI Mokhtar, MAALEL Khlifa & WRIGHT Steven J. «Surcharge of sewer
networks during rapid increase of inflow and Self Stormwater Management System
SSMS», Concours national ATB Challenge, 2èmé édition, Mars 2007. 1er Prix concours
ATB Challenge (Lauréat dans le domaine Sciences et Technologies):
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