Validation de la conception d'un puits de chute vortex
VINCI souhaite valider la robustesse du design du puits de chute. 3D EAU a réalisé une modélisation 3D détaillée de l’ouvrage, pour analyser la capacité d’évacuation de l’ouvrage et extraire les paramètres nécessaires aux calculs de structure.
& modélisation 3D
Modéliser un puits vortex pour mieux comprendre son fonctionnement
Dans le cadre d'un projet nécessitant l’évacuation des eaux pluviales, VINCI prévoit la mise en oeuvre d'un puits de chute. Ce puits est composé d’une volute hélicoïdale, d’un fût vertical de 30 m et d’une chambre de dissipation en pied du puits.
VINCI souhaite étudier la robustesse de son design de puits de chute, vis-à-vis de trois problématiques principales:
- Gestion de l’air (absence d’occlusion)
- Calcul de la contrainte appliquée par l’eau sur le fût (balourd)
- Risque d’abrasion en pied du puits de chute
Pourquoi modéliser un puits de chute en 3D ?
Les puits de chute, de type vortex ou à paliers, sont généralement mis en oeuvre afin d'accompagner l'écoulement lorsqu'un projet nécessite de faire chuter les effluents de plusieurs mètres.
Le dimensionnement de ces ouvrages est réalisé de façon empirique sur la base de données expérimentales. Cependant, chaque ouvrage est unique du fait de son contexte (profondeur, gamme de débit, ...). La question de la fiabilité de l'extrapolation des résultats se pose alors.
Lorsque les dimensions du puits de chute s'écartent des cas couramment rencontrés, la modélisation 3D peut être mise en oeuvre afin de valider la capacité de transit du dispositif et l'optimiser si nécessaire.
Une modélisation répondant à 3 objectifs
S’assurer de la capacité hydraulique du système pour le débit maximal
Dimensionner et placer les ancrages
Optimiser, si nécessaire, le design du puits en ajoutant des aménagements, ou en modifiant légèrement le génie civil.
De l'analyse hydraulique à la simulation 3D
Analyse hydraulique
Analyse préalable du fonctionnement hydraulique et identification des points faibles du design.
Modélisation de l'ouvrage
Reproduction numérique de la géométrie (entrée, génie civil exact de la volute, fût, chambre de dissipation, évents pour gérer l’air,...), et maillage.
Simulation des effluents
Résolution numérique 3D des équations de Navier Stockes moyennées.
Analyse des résultats
Analyse des simulations, extraction des paramètres d'intérêt et proposition de pistes d'optimisation.
Un fonctionnement hydraulique validé grâce à la simulation
À l'issue des simulations, l'ensemble des principaux phénomènes hydrauliques du projet a pu être évalué.
Les résultats de simulation ont permis d’aboutir rapidement à la validation de la capacité de l’ouvrage et aux éléments nécessaires au calcul de structure.
Nous vous présentons une vidéo récapitulative ci-dessous
Parlons de votre problématique hydraulique.
Notre équipe vous accompagne dans l'analyse, la modélisation et l'optimisation de vos ouvrages hydrauliques.