¶ Objets directement liées à la qualité
La modélisation de la qualité nécessite des points d'entrée de flux de réactant.
Les objets concernés sont les suivants :
- Impozed piezometry : si la pression est telle que le débit est entrant, le flux de réactant sera considéré sur la base des concentrations imposées dans l'élément.
- Flow injection : si le débit est entrant (positif), le flux de réactant sera considéré sur la base des concentrations imposées dans l'élément.
- Chlorine injection : le flux de réactant sera considéré sur la base des concentrations imposées dans l'élément.
- Model connection : s'il y a débit est entrant, le flux de réactant sera considéré sur la base des concentrations imposées dans l'élément.
¶ Équation de transport
¶ Le long d'une canalisation
Trois mécanismes gouvernent l’évolution du paramètre Ci(x,y) à l’intérieur d’un tronçon :
- transport par convection
- transport par dispersion
- réaction physico chimique
Le transport par dispersion (2) est négligé.
¶ Dans les autres liaisons
Le flux de matière est conservé à travers les autres liaisons.
¶ Dans un nœud
Un élément nodal est généralement associée à un débit sortant ou entrant dans le réseau.
- Cas d’un débit sortant : le flux sortant est égal à : FL = QL x CA, où CA est la concentration au nœud A.
- Cas d’un débit entrant : le flux entrant est une donnée connue, définie par l’utilisateur : FL = F0.
¶ Dans un réservoir
EXPRESS-EAU propose plusieurs modèles de mélange pour les réservoirs. Ces modèles sont détaillés à la page reservoir node.
¶ Modélisation des réactions physico-chimiques
Les réactions chimiques altérant la masse de réactant peuvent agir :
- dans la masse d’eau,
- le long des parois.
La fonction f de l’équation est décomposée en deux fonctions : f = f1 + f2
¶ Réaction dans la masse d'eau
Les éléments concernés sont les objets de modélisation capacitifs : tronçons de canalisation et réservoirs. La fonction f1 de l’équation dépend du réactant. La liste ci-dessous précise son expression pour les réactants les plus utilisés :
- Chlore : f1 = -KBCL x C où KBCL est la constante de réaction.
- Trihalométhane : f1 = KBTHM x (C-CL) où KBTHM est la constante de réaction et CL la concentration limite.
- Traceur passif : f1 = 0
- Temps de séjour : f1 = 1
¶ Réaction aux parois
La réaction aux parois s’applique aux tronçons de canalisation.
La fonction f2 pour le chlore s’écrit : f2 = -4 KWCL x C
Où D est le diamètre de la canalisation et KWCL la constante de réaction aux parois, de la dimension d’une vitesse.
¶ Mode de calcul de la qualité
Il existe deux mode de calcul de la qualité :
- Traceur : chlore, THM, traceur passif, temps de séjour, temps de contact
- Provenance de l'eau
¶ Bonne pratique
Pour ces deux modes de calcul, il est fortement recommandé de sélectionner le raffinement de la discrétisation dans le paramétrage du scénario.
¶ Calcul sur les traceurs
Il est possible de faire un calcul de qualité sur 1 à 4 traceurs parmi :
- le chlore
- le trihalométhane
- un traceur passif
- le temps de séjour (ce dernier paramètre n’est pas à proprement parlé un réactant mais il obéit aux même lois de transport qu’un paramètre physico chimique).
- le temps de contact (idem).
Pour le chlore et le THM, il est nécessaire de paramétrer les coefficients de réaction :
- KBCL et KWCL respectivement coefficient de décroissance du chlore dans l'eau et vitesse de réaction aux parois.
- KBTHM et CL respectivement constante de réaction et concentration limite.
Pour le traceur passif, il n'y a rien à paramétré, de même que pour le temps de séjour.
Qu'est-ce que le temps de contact ?
Le temps de contact est le temps de séjour de l'eau dans des canalisations d'un certain type (généralement le matériau). Par exemple, on s’intéressera au “temps de contact CVM”.
Pour choisir les canalisations en question, il suffit de cocher l'option “calculer le temps de contact” dans celles-ci.
¶ Calcul de la provenance de l'eau
Il est possible de sélectionner jusqu'à 8 sources parmi les singularités suivantes :
- Injection de débit
- Piézométrie imposée
- Connexion de modèles
Le calcul donne pour chaque nœud du modèle, la proportion provenant de chaque source.
Il faut effectuer une simulation suffisamment longue pour que l'eau contenue dans le réseau et les réservoirs en début de simulation soit totalement consommée et négligeable par rapport à l'eau provenant des sources sur toute la durée de la simulation.