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Manuel de référence

Les onglets

Projet de type physique
  • Hydraulique
  • Substrat
  • Calc. Habitat
  • Explorateur de données
  • Outils
Projet de type statistique
  • ESTIMHAB
  • STATHAB
  • FStress

Les fichiers de projet

Un projet HABBY est un répertoire du nom du projet souhaité, contenant plusieurs fichiers et sous-répertoires.

Ci-dessous, les caractéristiques d'un projet par défaut :

  • nom de projet : 'DefaultProj'
  • chemin : 'C:\Users\UserName\Documents\HABBY_projects\DefaultProj'

Ci-dessous, le contenu de ce projet :

  • un répertoire 'hdf5' : contient les fichiers hdf5 (.hyd, .sub et .hab).
  • un répertoire 'input' : contient une copie de chaque fichier d'entrée utilisé.
  • un répertoire 'output' : contient 4 sous-répertoires.
    • un répertoire '3D' : contient tous les exports de fichier 3D (.stl, .pvd et .vtu).
    • un répertoire 'figures' : contient tous les exports de figure (par defaut : .png).
    • un répertoire 'GIS' : contient tous les exports de fichier SIG (.gpkg).
    • un répertoire 'text' : contient tous les exports de fichier text (.txt).
  • un fichier 'DefaultProj.habby' : fichier projet HABBY permettant le fonctionnement du projet. Ce dernier peut être utiliser par double clic pour une ouverture directe dans le logiciel, uniquement avec une installation sous Windows.
  • un fichier 'DefaultProj.log' : fichier de journal de bord.
  • un fichier 'DefaultProj_restart.bat' : fichier de commande Windows permettant de recréer le projet à partir des fichiers d'entrées du projet d'origine.
  • un fichier 'DefaultProj_restart.py' : fichier Python permettant de recréer le projet à partir des fichiers d'entrées du projet d'origine.
2021/03/25 08:59 · qroyer

FIXME

2021/04/27 15:35 · qroyer

FIXME

2021/04/27 15:35 · qroyer
2021/03/25 09:12 · qroyer

Le logiciel contient une base de donnée de modèles biologiques d'un grand nombre d'espèces piscicoles.

L’utilisateur à la possibilité d’ajouter ses propres modèles biologiques sous la forme de fichiers .xml dans le répertoire :

“C:\Users\USERNAME\AppData\Local\INRAE_EDF_OFB\HABBY\user_settings\biology\user_models”

Ces fichiers .xml doivent respecter la norme HABBY.

Généralité

FIXME

  1. Extension : .xml

Balises xml

FIXME

  1. CdBiologicalModel : code unique pour la base de donnée HABBY
    1. valeur : valeur du code (BAF01, …)
  2. CdAlternative : utilisé dans le tris de l'explorateur de modèle biologique
    1. attribut : OrgCdAlternative : type de code (ONEMA, …)
    2. valeur : valeur du code (BAF, …)
  3. ModelType :
    1. valeur : nom du modèle (“univariate suitability index curves” et “bivariate suitability index models”)
  4. Country :
    1. valeur : Nom du pays
  5. MadeBy :
    1. valeur : Nom de l'organisme qui a créé le modèle biologique
2021/02/22 11:50 · qroyer

Il n'existe pas de normes de sortie des résultats des simulations des modèles hydrauliques. Le principe d'HABBY est de transformer ceux ci dans un format unique, avant de faire d'autres opérations, comme les calculs d'habitats par exemple. Ce format unique est pour chaque simulation-de-débit/pas-de-temps un maillage en réseau de triangles irréguliers (TIN) dans le plan horizontal. Chaque maille triangulaire dans le plan est en fait un prisme-droit-à-base-triangulaire/élément-fini défini par 3 verticales/hauteurs-d'eau auxquelles sont associées des vitesses moyennes et des coordonnées (x,y,z) au fond. Les sommets des triangles dans le plan sont aussi appelés nœuds du maillage, sont donc en fait en 3D des verticales hydrauliques (hauteur/vitesse).

Il existe deux grandes catégories de modelés hydrauliques 2D :

  • les modèles en éléments finis pour lesquels les données hydrauliques sont fournies aux nœuds
  • les modèles en volumes finis pour lesquels les données hydrauliques sont fournies aux centres des mailles

dans les 2 cas HABBY va transformer ces données dans son format unique.

Notons aussi que les maillages d'origines des modèles hydrauliques 2D ne sont pas nécessairement triangulaires dans le plan, il peuvent être constitués de polygones plus ou moins complexes et ne comportant pas systématiquement le même nombres de côtés. Dans tous les cas HABBY les transformera dans son format unique.

Dans la majorité des cas les modèles hydrauliques 2D utilisent un maillage fixe dans le plan horizontal quelque soit les simulation-de-débit/pas-de-temps, Habby va éliminer pour chaque débit/pas-de-temps les mailles sèches. Mais il reste ensuite des mailles qui ne sont que partiellement mouillées en bordure, selon le choix utilisateur les mailles en bordures vont pouvoir être redécoupées par Habby pour ne conserver que la partie mouillée. Cette opération est selon notre expertise essentielle dans le cas des calculs d'habitats des juvéniles de poissons qui occupent ces zones ……

2021/04/23 10:18 · ylecoarer

Introduction

Type de données hydraulique acceptées

  • 1D
  • 2D
  • Écoulement permanent
  • Écoulement transitoire

Les objectifs

  • Permanent : étude de l’habitat aquatique pour un ou plusieurs débits donnés
  • Transitoire : étude de l’habitat aquatique selon le temps

Contrôles

  • Pas de contrôle de vraisemblance hydraulique (contre-pente, valeur de variable absurdes,
  • Pas de contrôle de vraisemblance topologique
  • Hauteur d’eau < 0 supprimées
  • Découpage mailles semi-mouillée en option
Écoulement permanent

Pour générer un écoulement permanent dans un tronçon de rivière, les logiciels de modélisation nécessitent plusieurs pas de temps de calcul avant de converger vers un écoulement stable (hauteurs et vitesses). Généralement, l’écoulement est réputé permanent au dernier pas de temps de calcul. Le modélisateur peut exporter les résultats de simulation dans un fichier de résultat comprenant :

  • Soit la totalité des pas de temps de calcul (permettant d’atteindre l’écoulement permanent) ;
  • Soit un seul pas de temps où l’écoulement est dit permanent.

Un fichier de résultat hydraulique de type écoulement permanent peut contenir un ou plusieurs pas de temps.

Écoulement transitoire

Pour générer un écoulement transitoire dans un tronçon de rivière, les logiciels de modélisation calculent sur plusieurs pas de temps l’évolution de l’onde hydraulique au cours du temps. Le modélisateur peut exporter les résultats de simulation dans un fichier de résultat comprenant :

  • Soit la totalité des pas de temps de calcul ;
  • Soit une partie des pas de temps de calcul pour extraire une chronique spécifique.

Un fichier de résultat hydraulique de type écoulement transitoire contient plusieurs pas de temps.

2021/02/22 12:21 · qroyer

Description du fichier indexHYDRAU.txt

Préambule

Ce fichier est indispensable pour :

  • assigner des valeurs de débit à certains pas de temps d'un fichier de résultat afin de pouvoir visualiser par la suite des valeurs d'habitat en fonction de ces valeurs de débit.
  • assigner des valeurs de débit à certains pas de temps de plusieurs fichiers de résultat afin de pouvoir visualiser par la suite des valeurs d'habitat en fonction de ces valeurs de débit.

Ce fichier n'est pas indispensable pour :

  • visualiser un calcul d'habitat pour un débit d'un fichier de résultat de type écoulement permanent (la notion de débit n'est pas intégrée par HABBY car n'est pas systématiquement renseignée dans le fichier de résultat).
  • visualiser des calcul d'habitat en fonction du temps d'un fichier de résultat de type écoulement transitoire.
Cas possibles
Cas possibles indexHYDRAU.txt indispensable ? Type d’écoulement Nombre de fichier d’entrée Nombre de pas de temps par fichier Nombre de pas de temps retenus Nombre de tronçon Nombre de fichier de sortie
Inconnu Non Permanent et Transitoire 1 1 ou n 1 ou n ? 1
1.a : Un seul débit à un seul pas de temps Oui Permanent 1 1 1 ? 1
1.b : Un seul débit à plusieurs pas de temps Oui Permanent 1 n 1 ? 1
2.a : Plusieurs débits à un seul pas de temps Oui Permanent >1 1 1 ? 1
2.b : Plusieurs débits à plusieurs pas de temps Oui Permanent >1 ni 1 ? 1
3.a : Chronique temporelle complète Non Transitoire 1 n n ? 1
3.b : Chronique temporelle spécifique Non Transitoire 1 n m≤n ? 1
4.a : Chroniques temporelles complètes Oui Transitoire >1 ni ni ? ni
4.b : Chroniques temporelles spécifiques Oui Transitoire >1 ni mi≤ni ? ni
LAMMI : Chroniques de débit spécifiques Non Permanent 1 ni mi≤ni 1 ni
5.LAMMI : Chroniques de débit spécifiques sur plusieurs tronçon Non Permanent >1 ni mi≤ni n ni
  • 1.a : L’utilisateur choisi seulement un fichier de résultat d’écoulement permanent comprenant un seul pas de temps (Possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 1.b : L’utilisateur choisi seulement un fichier de résultat d’écoulement permanent comprenant plusieurs pas de temps et il n’en retient qu’un (Possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 2.a : L’utilisateur choisi plusieurs fichiers de résultat d’écoulement permanent comprenant chacun un seul pas de temps (Uniquement possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 2.b : L’utilisateur choisi plusieurs fichiers de résultat d’écoulement permanent comprenant chacun plusieurs pas de temps (Uniquement possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ; *
  • 3.a : L’utilisateur choisi un seul fichier de résultat d’écoulement transitoire comprenant plusieurs pas de temps (Possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 3.b : L’utilisateur choisi un seul fichier de résultat d’écoulement transitoire comprenant plusieurs pas de temps mais souhaite en sélectionner certains (Possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 4.a : L’utilisateur choisi plusieurs fichiers de résultat d’écoulement transitoire comprenant plusieurs pas de temps (Uniquement possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 4.b : L’utilisateur choisi plusieurs fichiers de résultat d’écoulement transitoire comprenant plusieurs pas de temps mais souhaite sélectionner par fichier certains pas de temps (Uniquement possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 5 : Notion de tronçon : Uniquement à l’aide du fichier indexHYDRAU.txt un ou plusieurs fichiers résultats peuvent systématiquement être affectés à des tronçons (Ceci est possible avec n’importe lequel des choix ci-dessus, mais tous les fichiers doivent être affectés à un tronçon).

Dans tous les cas, lorsque l’utilisateur aura choisi un ou plusieurs fichiers de résultat hydraulique, HABBY cherchera automatiquement un fichier texte nommé indexHYDRAU.txt décrivant les valeurs de débits associées à ces fichiers en permanent et selon le cas, le ou les pas de temps à sélectionner voire les noms de tronçons auxquels sont affectés les fichiers. Hormis les cas 3a et 3b, la lecture des données ne peut pas se faire dans HABBY sans ce fichier. Si l’utilisateur sélectionne directement le fichier indexHYDRAU.txt, HABBY réalisera seul les opérations d’importations à partir de sa lecture. C’est à l’utilisateur de créer ce fichier texte nommé ‘indexHYDRAU.txt’ dans le même répertoire que les données. Selon les cas présentés ci-dessus, ce fichier texte sera renseigné différemment.

Contenu du fichier

Dans tous les cas, ce fichier doit contenir au moins les caractéristiques suivantes :

  • Nom de fichier : ‘indexHYDRAU.txt’ ;
  • Répertoire du fichier : répertoire des fichiers de résultat ;
  • Séparateur de colonne : tabulation ;
  • Séparateur de décimale : ‘.’ ;
  • Séparateur de ligne : retour à la ligne ;
  • En-tête de code EPSG : 'EPSG=2154'. Renseigner cette valeur pour géoréférencer les données, ex: 'EPSG=2154' (Lambert 93), liste : https://spatialreference.org/ref/epsg/
  • En-tête de la première colonne : ‘filename’ ;
  • Première colonne : nom de fichier avec extension.
  • Selon le cas et en cohérence avec les contenus des fichiers de résultat :
    • Colonne de débit
      • Entête : ‘Q[m3/s]’, [unité de débit] entre crochets
      • Valeurs : valeurs numériques avec ou sans décimale
    • Colonne de pas de temps :
      • Entête : ‘T[s]’, [unité de temps] entre crochets
      • Valeurs : valeurs numériques avec ou sans décimale (doivent correspondre aux données)
    • Colonne de tronçon :
      • Entête : ‘reachname’,
      • Valeurs : les informations fournies dans cette colonne doivent être d’un seul tenant et ne doivent pas comporter de séparateur : espace ou tabulation. Les caractères ‘_’ et ‘-‘ sont acceptés.
Exemple de cas d'utilisation
Cas n°1.a : Un seul débit à un seul pas de temps

Caractéristiques du contenu du fichier indexINDRAU.txt:

  • Une colonne ‘filename’ avec 1 fichier d’entrée
  • Une colonne ‘Q[ ]’ avec la valeur du débit correspondant au fichier d’entrée

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : Le fichier a1.slf est considéré comme un écoulement permanent avec un débit constant de 9,2 m3/s. Le calcul d’habitat aquatique pourra être effectué pour ce débit. HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=2154
filename	Q[m3/s]
a1.slf	9.2
Cas n°1.b : Un seul débit à plusieurs pas de temps

Le fichier a1.slf est considéré comme un écoulement permanent avec un débit constant de 9,2 m3/s au pas de temps ‘3600.0’. Le calcul d’habitat aquatique pourra être effectué pour ce débit stabilisé au pas de temps ‘3600.0’. HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=2154
filename	Q[m3/s]	T[s]
a1.slf	9.2	3600.0
Cas n°2.a : Plusieurs débits à un seul pas de temps

Le fichier a1.slf d’un débit constant de 9,2 m3/s est permanent sur son seul pas de temps. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué sur ce pas de temps. Le fichier a2.slf d’un débit constant de 21,2 m3/s est permanent sur son seul pas de temps. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué sur ce pas de temps. … HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=2154
filename	Q[m3/s]
a1.slf	9.2
a2.slf	21.2
Cas n°2.b : Plusieurs débits à plusieurs pas de temps

Le fichier a1.slf d’un débit constant de 9,2 m3/s est considéré comme permanent au niveau du pas de temps ‘3600.0’. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué sur ce pas de temps. Le fichier a2.slf d’un débit constant de 21,2 m3/s est considéré comme permanent au niveau du pas de temps ‘10800.0’. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué sur ce pas de temps. … HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	Q[m3/s]	T[s]
a1.slf	9.2	3600.0
a2.slf	21.2	10800.0
Cas n°3.a et 4a : Chronique temporelle complète

Si l’utilisateur souhaite sélectionner la totalité des pas de temps, il renseignera alors la valeur de ‘all’. Dans le fichier a1.slf, la totalité des pas de temps sera sélectionné. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué pour tous les pas de temps. S’il le souhaite, l’utilisateur peux rajouter des lignes à ce fichier texte pour sélectionner tous les pas de temps dans d’autres fichiers. HABBY créera autant de fichier .hyd que de ligne dans ce fichier texte.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	T[s]
a1.slf	all
Cas n°3.b et 4b : Chronique temporelle incomplète

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : Dans le fichier a1.slf, les pas de temps de 1800.0 à 7200.0, puis de 14400.0 à 34200.0, puis 43200.0 seront sélectionnés. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué sur ces pas de temps. S’il le souhaite, l’utilisateur peux rajouter des lignes à ce fichier texte pour sélectionner d’autre pas de temps dans d’autre fichiers. HABBY créera autant de fichier .hyd que de ligne dans ce fichier texte.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	T[s]
a1.slf	1800.0/7200.0;14400.0/34200.0;43200.0
Cas n°5.1.b

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : La totalité des pas de temps sera sélectionné dans le fichier a1.slf, et ce dernier sera considéré comme un tronçon, au nom de 'Amont'. La totalité des pas de temps sera sélectionné dans le fichier a2.slf, et ce dernier sera considéré comme un autre tronçon, au nom de 'Aval'. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué pour tous les pas de temps pour tous les tronçons. HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	T[s]	reachname
a1.slf	all	Amont
a2.slf	all	Aval
Cas n°5.4.b

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : Certains pas de temps seront sélectionnés dans le fichier a1.slf, et ce dernier sera considéré comme un tronçon, au nom de Amont. Certains pas de temps seront sélectionnés dans le fichier a2.slf, et ce dernier sera considéré comme un autre tronçon, au nom de Aval. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué pour tous les pas de temps pour tous les tronçons. HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	T[s]	reachname
a1.slf	1800.0/7200.0;14400.0/34200.0;41400.0	Amont
a2.slf	1800.0/7200.0;14400.0/34200.0;43200.0	Aval
Cas LAMMI

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : Les débits connus seront sélectionnés. HABBY créera un seul fichier .hab avec les débits sélectionné.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	unit
Transect.txt	0.50;1.00
Cas 5.LAMMI

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : Les débits connus seront sélectionnés pour chaque fichier qui seront eux-mêmes considérés comme un tronçon. HABBY créera un seul fichier .hab avec les débits sélectionné pour chaque fichier.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	Q[m3/s]	reachname
Transect1.txt	0.50;1.00	Amont
Transect2.txt	0.20;1.10	Aval
2021/03/15 15:18 · qroyer

Logiciels de modélisation hydraulique

TELEMAC
Site web www.opentelemac.org
Extension(s) de fichier .res, .slf, .srf
Nombre de dimension 2
Nombre de tronçon n (Un fichier TELEMAC ne comporte qu’un seul tronçon)
Unité(s) de temps s (secondes)
Équation BSV (Barré de Saint-Venant)
Méthode d'analyse numérique Éléments finis
Maillage variable Non (les coordonnées XY des nœuds ne varient pas en fonction des pas de temps (maillage fixe)
Variation de la donnée altimétrique z possible Oui
Variable(s) aux mailles -
Autre(s) variable(s) exploitables(s) aux mailles -
Variable(s) aux nœuds z, h, v
Autre(s) variable(s) exploitables(s) aux nœuds vx, vy, température, vitesse de friction
Nombre de point par maille 3
Sens de rotation des mailles horaire
Condition(s) de simulation permanent, transitoire
2021/02/22 12:30 · qroyer
HEC-RAS 2D

FIXME

2021/02/23 08:18 · qroyer
Rubar 2D

FIXME

2021/02/23 08:18 · qroyer
Basement
Site web basement.ethz.ch
Extension(s) de fichier .h5
Nombre de dimension 2
Nombre de tronçon
Unité(s) de temps
Équation
Méthode d'analyse numérique Volumes finis
Maillage variable
Variation de la donnée altimétrique z possible Oui
Variable(s) aux mailles z, h, v
Autre(s) variable(s) exploitables(s) aux mailles
Variable(s) aux nœuds
Autre(s) variable(s) exploitables(s) aux nœuds
Nombre de point par maille
Sens de rotation des mailles
Condition(s) de simulation
2021/02/23 08:19 · qroyer
2021/02/22 12:22 · qroyer
2021/02/22 12:09 · qroyer

Introduction

Pour les modèles hydrauliques la caractérisation du substrat parce qu’il interagit avec l’écoulement est essentielle pour l’estimation des forces de frottement nécessaire au calage. Cependant ces modèles, ne comportent généralement pas de données de substrat sous forme de classification granulométrique de Wentworth (1922) utilisée en mécanique des sols ou pour ce qui nous intéresse la mise en œuvre de la méthode des micro-habitats pour le calcul d’habitat aquatique.

Cette description du substrat doit donc être ajoutée sur la même emprise que le modèle hydraulique et selon deux méthodes de cartographie possibles : soit en polygones, soit en mesures ponctuelles auxquelles HABBY associera un polygone de représentativité. A mi-distance d’un bloc et d’une zone sableuse il serait absurde « d’estimer » à l’aveugle qu’il y a une classe intermédiaire comme du galet. Il n’y a donc pas d’interpolation spatiale possible entre deux classes granulométrique, pas plus qu’entre deux descriptions complètes en classes. C’est pourquoi le ‘signal’ substrat est considéré ici comme ‘homogène’ dans un polygone donné.

  • plusieurs codes de classification qui regroupent ou non certaines classes définies par Wentworth sont possibles (Cemagref, Sandre, …) ;
  • et deux méthodes de classification  : plus gros et dominant ou pourcentages , sont admises.
2021/02/22 13:06 · qroyer

Méthode de cartographie du substrat

Selon la méthode d’acquisition, le substrat du cours d’eau peut être décrit par différentes méthodes et différents types d’entrées pour HABBY.

Méthode de cartographie du substrat Représentation en plan Entrée associée
Polygone : polygones contenants une entité de substrat homogène SIG (.shp, .gpkg)
Point : mesures ponctuelles discrétisant le substrat en petites entités homogènes pour lesquelles HABBY construira des polygones de Voronoï SIG (.shp, .gpkg) et texte (.txt)
Constante: substrat considéré homogène sur la totalité du site étudié Texte (.txt)
2021/02/22 13:14 · qroyer

Code de classification du substrat

La classification granulométrique du substrat peut être effectuée à partir des codes ‘Cemagref’ ou ‘Sandre’. Les classes granulométriques pour ces deux codes sont présentées ci-dessous :

Nom de la classe granulométrique Taille de l’élément (mm) Code Sandre (Malavoi et Souchon 1989), 12 classes Code Cemagref (Malavoi 1989) ou Code EVHA 2.0 (GINOT 1998), 8 classes
Argiles <0.0039 s1 s1
Limons 0.0039-0.0625 s2 s2
Sables fins 0.0625-0.5000 s3 s3
Sables grossiers 0.5-2.0 s4
Graviers fins 2-8 s5 s4
Graviers grossier 8-16 s6
Cailloux fins 16-32 s7 s5
Cailloux grossiers 32-64 s8
Pierres fines 64-128 s9 s6
Pierres grossières 128-256 s10
Blocs 256-1024 s11 s7
Rochers >1024 s12 s8
2021/02/22 13:24 · qroyer

Méthode de classification du substrat

Pour un code de classification du substrat choisi, l’utilisateur doit opter entre deux méthodes de classification :

Méthode de classification du substrat Valeur à renseigner
Pourcentage Pourcentage de chaque classe
Plus gros-dominant 2 numéros de classe : plus gros ET dominant

Pour la méthode des pourcentages, la somme des pourcentages renseigné doit être égale à 100 et les données doivent respecter l’ordre des classes :

  • en pourcentage de gauche à droite / du plus fin au plus gros ;
  • en plus gros dominant de gauche à droite / le plus gros puis le dominant.
2021/02/22 13:31 · qroyer

Description détaillée des fichiers substrat

Polygone
Caractéristiques géométriques

Le fichier Shapefile doit respecter les conditions suivantes :

  • L’emprise du substrat doit correspondre de préférence avec celle de l’hydraulique ;
  • Le système de coordonnées doit être le même que celui de l’hydraulique ;
  • Les polygones jointifs doivent avoir exactement les mêmes sommets pour leurs segments communs;
  • Non chevauchement des polygones ;
  • Pas de polygones en doublon.
Validité de la géométrie

Si dessin manuel du substrat sur QGIS :

  1. Activer l’outil d’accrochage aux sommets
  2. Vérifier la superposition entre polygones, avec le vérificateur de topologie et en appliquant de la transparence sur la couche :
  3. Vérifier la validité :
  4. Polygones en doublon superposés
Format des données attributaires

Les attributs du shapefile acceptés par HABBY doivent être renseignés de la manière suivante :

Méthode de classification En-têtes acceptées (minuscule et majuscule) Nombre d’en-têtes et colonnes Type de valeur
Plus gros-dominant 'PG', 'PLUS_GROS', 'COARSER', 'SUB_COARSER', 'SUB_PG' et 'DM', 'DOMINANT', 'DOM', 'SUB_DOM' 2 Nombre entier
Pourcentages de 'S1' à 'S8' (Cemagref) ou de ‘S1’ à ‘S12’ (Sandre) 8 ou 12 Nombre entier

Exemple de table attributaire, avec à gauche du substrat en pourcentage Sandre puis à droite du substrat en plus-gros/dominant Sandre :

2021/02/22 13:36 · qroyer
Points
Caractéristiques géométriques

Un fichier de type texte ou shapefile doit respecter les conditions suivantes :

  1. L’emprise du substrat doit correspondre avec celle de l’hydraulique ;
  2. Le système de coordonnées doit être le même que celui de l’hydraulique ;
  3. Pas de points en doublon ;
Format des données
  • Fichier .txt : doit contenir les coordonnées de chaque point (X et Y) dans 2 colonnes, accompagnées des colonnes de données de substrat (formatage des entêtes et données identique au shapefile).
  • Fichier .shp : doit contenir les colonnes de données de substrat (formatage des entêtes et données identique aux polygones).
2021/02/22 13:41 · qroyer
Constante

Pour un ‘signal’ substrat constant, l’utilisateur doit renseigner dans un fichier texte les champs suivants :

  • 'substrate_classification_code=' : le type de code de classification.
  • 'substrate_classification_method=' : le type de méthode de classification.
  • 'constant_values=' : les valeurs constantes de substrat en respectant les 2 critères précédents.

Ci dessous, un exemple de contenu de fichier:

substrate_classification_code=Sandre
substrate_classification_method=coarser-dominant
constant_values=12, 12
2021/02/22 13:42 · qroyer
2021/02/22 12:24 · qroyer
2021/02/22 12:22 · qroyer
2021/02/22 12:06 · qroyer

FIXME

2021/12/08 17:22 · qroyer

Introduction

FIXME

2021/12/08 17:46 · qroyer

Description du fichier indexHYDRAU.txt

Préambule

Ce fichier est indispensable pour :

  • assigner des valeurs de débit à certains pas de temps d'un fichier de résultat afin de pouvoir visualiser par la suite des valeurs d'habitat en fonction de ces valeurs de débit.
  • assigner des valeurs de débit à certains pas de temps de plusieurs fichiers de résultat afin de pouvoir visualiser par la suite des valeurs d'habitat en fonction de ces valeurs de débit.

Ce fichier n'est pas indispensable pour :

  • visualiser un calcul d'habitat pour un débit d'un fichier de résultat de type écoulement permanent (la notion de débit n'est pas intégrée par HABBY car n'est pas systématiquement renseignée dans le fichier de résultat).
  • visualiser des calcul d'habitat en fonction du temps d'un fichier de résultat de type écoulement transitoire.
Cas possibles
Cas possibles indexHYDRAU.txt indispensable ? Type d’écoulement Nombre de fichier d’entrée Nombre de pas de temps par fichier Nombre de pas de temps retenus Nombre de tronçon Nombre de fichier de sortie
Inconnu Non Permanent et Transitoire 1 1 ou n 1 ou n ? 1
1.a : Un seul débit à un seul pas de temps Oui Permanent 1 1 1 ? 1
1.b : Un seul débit à plusieurs pas de temps Oui Permanent 1 n 1 ? 1
2.a : Plusieurs débits à un seul pas de temps Oui Permanent >1 1 1 ? 1
2.b : Plusieurs débits à plusieurs pas de temps Oui Permanent >1 ni 1 ? 1
3.a : Chronique temporelle complète Non Transitoire 1 n n ? 1
3.b : Chronique temporelle spécifique Non Transitoire 1 n m≤n ? 1
4.a : Chroniques temporelles complètes Oui Transitoire >1 ni ni ? ni
4.b : Chroniques temporelles spécifiques Oui Transitoire >1 ni mi≤ni ? ni
LAMMI : Chroniques de débit spécifiques Non Permanent 1 ni mi≤ni 1 ni
5.LAMMI : Chroniques de débit spécifiques sur plusieurs tronçon Non Permanent >1 ni mi≤ni n ni
  • 1.a : L’utilisateur choisi seulement un fichier de résultat d’écoulement permanent comprenant un seul pas de temps (Possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 1.b : L’utilisateur choisi seulement un fichier de résultat d’écoulement permanent comprenant plusieurs pas de temps et il n’en retient qu’un (Possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 2.a : L’utilisateur choisi plusieurs fichiers de résultat d’écoulement permanent comprenant chacun un seul pas de temps (Uniquement possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 2.b : L’utilisateur choisi plusieurs fichiers de résultat d’écoulement permanent comprenant chacun plusieurs pas de temps (Uniquement possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ; *
  • 3.a : L’utilisateur choisi un seul fichier de résultat d’écoulement transitoire comprenant plusieurs pas de temps (Possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 3.b : L’utilisateur choisi un seul fichier de résultat d’écoulement transitoire comprenant plusieurs pas de temps mais souhaite en sélectionner certains (Possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 4.a : L’utilisateur choisi plusieurs fichiers de résultat d’écoulement transitoire comprenant plusieurs pas de temps (Uniquement possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 4.b : L’utilisateur choisi plusieurs fichiers de résultat d’écoulement transitoire comprenant plusieurs pas de temps mais souhaite sélectionner par fichier certains pas de temps (Uniquement possible à l’aide du fichier texte indexHYDRAU.txt) ;
  • 5 : Notion de tronçon : Uniquement à l’aide du fichier indexHYDRAU.txt un ou plusieurs fichiers résultats peuvent systématiquement être affectés à des tronçons (Ceci est possible avec n’importe lequel des choix ci-dessus, mais tous les fichiers doivent être affectés à un tronçon).

Dans tous les cas, lorsque l’utilisateur aura choisi un ou plusieurs fichiers de résultat hydraulique, HABBY cherchera automatiquement un fichier texte nommé indexHYDRAU.txt décrivant les valeurs de débits associées à ces fichiers en permanent et selon le cas, le ou les pas de temps à sélectionner voire les noms de tronçons auxquels sont affectés les fichiers. Hormis les cas 3a et 3b, la lecture des données ne peut pas se faire dans HABBY sans ce fichier. Si l’utilisateur sélectionne directement le fichier indexHYDRAU.txt, HABBY réalisera seul les opérations d’importations à partir de sa lecture. C’est à l’utilisateur de créer ce fichier texte nommé ‘indexHYDRAU.txt’ dans le même répertoire que les données. Selon les cas présentés ci-dessus, ce fichier texte sera renseigné différemment.

Contenu du fichier

Dans tous les cas, ce fichier doit contenir au moins les caractéristiques suivantes :

  • Nom de fichier : ‘indexHYDRAU.txt’ ;
  • Répertoire du fichier : répertoire des fichiers de résultat ;
  • Séparateur de colonne : tabulation ;
  • Séparateur de décimale : ‘.’ ;
  • Séparateur de ligne : retour à la ligne ;
  • En-tête de code EPSG : 'EPSG=2154'. Renseigner cette valeur pour géoréférencer les données, ex: 'EPSG=2154' (Lambert 93), liste : https://spatialreference.org/ref/epsg/
  • En-tête de la première colonne : ‘filename’ ;
  • Première colonne : nom de fichier avec extension.
  • Selon le cas et en cohérence avec les contenus des fichiers de résultat :
    • Colonne de débit
      • Entête : ‘Q[m3/s]’, [unité de débit] entre crochets
      • Valeurs : valeurs numériques avec ou sans décimale
    • Colonne de pas de temps :
      • Entête : ‘T[s]’, [unité de temps] entre crochets
      • Valeurs : valeurs numériques avec ou sans décimale (doivent correspondre aux données)
    • Colonne de tronçon :
      • Entête : ‘reachname’,
      • Valeurs : les informations fournies dans cette colonne doivent être d’un seul tenant et ne doivent pas comporter de séparateur : espace ou tabulation. Les caractères ‘_’ et ‘-‘ sont acceptés.
Exemple de cas d'utilisation
Cas n°1.a : Un seul débit à un seul pas de temps

Caractéristiques du contenu du fichier indexINDRAU.txt:

  • Une colonne ‘filename’ avec 1 fichier d’entrée
  • Une colonne ‘Q[ ]’ avec la valeur du débit correspondant au fichier d’entrée

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : Le fichier a1.slf est considéré comme un écoulement permanent avec un débit constant de 9,2 m3/s. Le calcul d’habitat aquatique pourra être effectué pour ce débit. HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=2154
filename	Q[m3/s]
a1.slf	9.2
Cas n°1.b : Un seul débit à plusieurs pas de temps

Le fichier a1.slf est considéré comme un écoulement permanent avec un débit constant de 9,2 m3/s au pas de temps ‘3600.0’. Le calcul d’habitat aquatique pourra être effectué pour ce débit stabilisé au pas de temps ‘3600.0’. HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=2154
filename	Q[m3/s]	T[s]
a1.slf	9.2	3600.0
Cas n°2.a : Plusieurs débits à un seul pas de temps

Le fichier a1.slf d’un débit constant de 9,2 m3/s est permanent sur son seul pas de temps. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué sur ce pas de temps. Le fichier a2.slf d’un débit constant de 21,2 m3/s est permanent sur son seul pas de temps. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué sur ce pas de temps. … HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=2154
filename	Q[m3/s]
a1.slf	9.2
a2.slf	21.2
Cas n°2.b : Plusieurs débits à plusieurs pas de temps

Le fichier a1.slf d’un débit constant de 9,2 m3/s est considéré comme permanent au niveau du pas de temps ‘3600.0’. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué sur ce pas de temps. Le fichier a2.slf d’un débit constant de 21,2 m3/s est considéré comme permanent au niveau du pas de temps ‘10800.0’. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué sur ce pas de temps. … HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	Q[m3/s]	T[s]
a1.slf	9.2	3600.0
a2.slf	21.2	10800.0
Cas n°3.a et 4a : Chronique temporelle complète

Si l’utilisateur souhaite sélectionner la totalité des pas de temps, il renseignera alors la valeur de ‘all’. Dans le fichier a1.slf, la totalité des pas de temps sera sélectionné. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué pour tous les pas de temps. S’il le souhaite, l’utilisateur peux rajouter des lignes à ce fichier texte pour sélectionner tous les pas de temps dans d’autres fichiers. HABBY créera autant de fichier .hyd que de ligne dans ce fichier texte.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	T[s]
a1.slf	all
Cas n°3.b et 4b : Chronique temporelle incomplète

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : Dans le fichier a1.slf, les pas de temps de 1800.0 à 7200.0, puis de 14400.0 à 34200.0, puis 43200.0 seront sélectionnés. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué sur ces pas de temps. S’il le souhaite, l’utilisateur peux rajouter des lignes à ce fichier texte pour sélectionner d’autre pas de temps dans d’autre fichiers. HABBY créera autant de fichier .hyd que de ligne dans ce fichier texte.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	T[s]
a1.slf	1800.0/7200.0;14400.0/34200.0;43200.0
Cas n°5.1.b

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : La totalité des pas de temps sera sélectionné dans le fichier a1.slf, et ce dernier sera considéré comme un tronçon, au nom de 'Amont'. La totalité des pas de temps sera sélectionné dans le fichier a2.slf, et ce dernier sera considéré comme un autre tronçon, au nom de 'Aval'. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué pour tous les pas de temps pour tous les tronçons. HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	T[s]	reachname
a1.slf	all	Amont
a2.slf	all	Aval
Cas n°5.4.b

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : Certains pas de temps seront sélectionnés dans le fichier a1.slf, et ce dernier sera considéré comme un tronçon, au nom de Amont. Certains pas de temps seront sélectionnés dans le fichier a2.slf, et ce dernier sera considéré comme un autre tronçon, au nom de Aval. Le calcul d’habitat aquatique sera effectué pour tous les pas de temps pour tous les tronçons. HABBY créera un seul fichier .hyd contenant toutes ces informations.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	T[s]	reachname
a1.slf	1800.0/7200.0;14400.0/34200.0;41400.0	Amont
a2.slf	1800.0/7200.0;14400.0/34200.0;43200.0	Aval
Cas LAMMI

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : Les débits connus seront sélectionnés. HABBY créera un seul fichier .hab avec les débits sélectionné.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	unit
Transect.txt	0.50;1.00
Cas 5.LAMMI

Le logiciel HABBY interprétera ce fichier indexHYDRAU.txt de la manière suivante : Les débits connus seront sélectionnés pour chaque fichier qui seront eux-mêmes considérés comme un tronçon. HABBY créera un seul fichier .hab avec les débits sélectionné pour chaque fichier.

Exemple:

EPSG=unknown
filename	Q[m3/s]	reachname
Transect1.txt	0.50;1.00	Amont
Transect2.txt	0.20;1.10	Aval
2021/03/15 15:18 · qroyer
2021/12/08 17:32 · qroyer

Logiciels de modélisation hydraulique

LAMMI
Site web https://www.edf.fr/groupe-edf/inventer-l-avenir-de-l-energie/r-d-un-savoir-faire-mondial/nos-offres/codes-de-calcul/lammi
Extension(s) de fichier .txt, .prn
Nombre de dimension 1
Nombre de tronçon
Unité(s) de temps
Équation
Méthode d'analyse numérique
Variable(s) aux nœuds z, h, v, substrat
Condition(s) de simulation
Principes d'utilisation du fichier .txt et des fichiers .prn

Les sorties du logiciel LAMMI pour HABBY sont constitués d’un fichier .txt qui fait référence dans un ordre amont/aval à autant de fichiers .prn qu’il y a de transects.

Chaque transect a une longueur représentative constante pour tous les débits celle-ci est indiquée dans le .txt.

Chaque .prn décrit pour chaque débit simulé un ensemble de verticales fournies de la rive gauche à la rive droite. Le nombre de verticales est variable pour un même transect selon les valeurs de débit.

Dans le fichier .txt le 'chemin' des fichiers .prn n'a pas d'importance seul compte le nom des fichier .prn et le fait que ceux-ci soit présents dans le même répertoire que celui du fichier .txt .

Dans ce répertoire l'utilisateur pourra utilement construire plusieurs fichiers .txt en isolant des .prn constituant un transect, un faciès constitué de plusieurs transects, etc…

Restera alors à créer d'autres .hab dans le même projet en prenant soin de leur indiquer un nom représentatif.

Les calculs d'habitat seront facilités, car les modèles biologiques n'auront besoin d'être sélectionnés qu'une seule fois dans le projet.

Intégration dans HABBY

Pour pouvoir utiliser dans HABBY les données de sorties hydrauliques et substrats du logiciel LAMMI, il faut convertir ces descriptions en transects, en maillages. Ces maillages seront au choix de l'utilisateur soit de type éléments finis avec des valeurs hydrauliques H,V interpolées aux nœuds (recommandé) soit de type volume fini avec des valeurs hydrauliques H,V réputées constantes pour toute la maille; dans les deux cas la géométrie x,y des mailles est identique. A une différence prés dans le cas de valeur H moyenne aux mailles nulles les mailles 'sèches' n'étant pas conservées dans HABBY.

Le format HABBY de transformation sera directement de type habitat .hab car le substrat est renseigné dans LAMMI sous forme de pourcentages en 8 classes granulométriques.

Deux formats de description du substrat sont possibles aux choix de l'utilisateur soit EDF soit Cemagref (recommandé).

Dans le cas d'une description granulométrique EDF:LAMMI [Code EDF R&D (Cailleux 1954)] celle ci doit être transformée pour répondre à l'une des normes HABBY voisine : le [code Cemagref (Malavoi 1989) ou Code EVHA 2.0 (GINOT 1998)].

Nom de la classe granulométrique Taille de l’élément (mm) Code EDF R&D, 8 classes Code Cemagref, 8 classes
Argiles <0.0039 s1 s1
Limons 0.0039-0.0625 s2
Sables fins 0.0625-0.5000 s2 s3
Sables grossiers 0.5-2.0
Graviers fins 2-8 s3 s4
Graviers grossier 8-16
Cailloux fins 16-32 s4 s5
Cailloux grossiers 32-64
Pierres fines 64-128 s5 s6
Pierres grossières 128-256 s6
Blocs 256-1024 s7 s7
Rochers >1024 s8 s8

Localement si $\mathit{S_{EDF,k}}$ et $\mathit{S_{Cemagref,k}}$ représentent des % de substrat de la classe $\mathit{S_k}$ pour effectuer les transformations, il faut effectuer les opérations suivantes.

$\mathit{S_{Cemagref,2}=S_{EDF,1}}$, $\mathit{S_{Cemagref,3}=S_{EDF,2}}$, $\mathit{S_{Cemagref,4}=S_{EDF,3}}$, $\mathit{S_{Cemagref,5}=S_{EDF,4}}$, $\mathit{S_{Cemagref,6}=S_{EDF,5}+0.5\times S_{EDF,6}}$, $\mathit{S_{Cemagref,7}=0.5\times S_{EDF,6} +S_{EDF,7}}$, $\mathit{S_{Cemagref,8}=S_{EDF,8}}$

La répartition de $\mathit{S_{EDF,6}}$ dans deux classes $\mathit{S_{Cemagref,6}}$ et $\mathit{S_{Cemagref,7}}$ s'explique, car les classes de substrat du protocole LAMMI ne sont pas identiques à celles du tableau présenté ci dessus.

La figure ci dessus schématise la construction d'un maillage HABBY pour un transect LAMMI comprenant une, deux ou trois verticales.

Pour chaque verticale LAMMI 8 mailles HABBY sont crées et toutes comportent la même information substrat issue de cette verticale.

Pour un noeud i : si l'on note $\mathit{H_{i}}$ la hauteur d 'eau, $\mathit{V_{i}}$ la vitesse moyenne, $\mathit{la_{i}}$ la largeur de representativité d'une verticale :

Dans le cas d'un calcul en éléments finis :

Aux bords $\mathit{(H_{0},V_{0})=(H_{1},V_{1})=(0,0)}$

Dans l'axe d'une verticale LAMMI $\mathit{(H_{2},V_{2})=(H_{3},V_{3})=(H_{7},V_{7})}$

Entre deux verticales LAMMI $\mathit{(H_{5},V_{5})=(H_{6},V_{6})=(\frac{H_{A}\times la_{B}+H_{B}\times la_{A}}{la_{A}+la_{B}},\frac{V_{A}\times la_{B}+V_{B}\times la_{A}}{la_{A}+la_{B}})}$

Dans le cas d'un calcul en volumes finis :

Systématiquement pour les 8 mailles construites autour d'une verticale LAMMI toutes les valeurs moyennes hydrauliques H,V des mailles sont celles de la verticale.

Comparaison des résultats de calculs d'habitats LAMMI HABBY

Une fois le maillage réalisé HABBY va supprimer les mailles de hauteur d'eau moyenne nulle, l'aire indiquée dans un calcul d'habitat par exemple correspond à une aire mouillée.

Pour comparer des résultats de calcul d'habitat il faut choisir un calcul en volume fini, puis il faut demander dans HABBY un calcul du substrat en pourcentage ainsi que l'opération s'effectue dans LAMMI.

Soit à calculer la valeur d'habitat pour le substrat dans une maille d'indice i : $\mathit{SI_{i,S}}$.

\[{SI_{i,S}(S_{i,1},S_{i,2},..S_{i,8})}=\frac{\sum_{k=1}^8 S_{i,k}\times SI_S(S_k)}{100} \]

Dans cette équation $\mathit{S_{i,k}}$ représente le % de substrat de la classe $\mathit{S_k}$ dans la maille i, le substrat étant décrit par 8 classes granulométriques k ∈ $\mathit{[1,8]_N}$.

Reste qu'en raison de la transformation du substrat les résultats ne pourrons pas être exactement identiques.

Si l'on effectue une comparaison alors que les calculs sont effectués en éléments finis, la différence sera mécaniquement plus importante.

Car HABBY crée des nœuds supplémentaires en particulier aux bords, par interpolation entre la rive H=0 et la hauteur d'eau H de la première verticale en eau.

Ces nœuds interpolés ont des hauteurs et des vitesses non utilisées dans les calculs d'habitat de LAMMI; ces nouvelles valeurs hydrauliques vont être utilisés par HABBY pour les calculs d'habitat, ce qui va introduire des différences numériques.

S'il souhaite vérifier pour un tronçon les valeurs de hauteur et de vitesse moyenne, l'utilisateur pourra utiliser l'outil hydrosignature d'HABBY. Rappelons que pour obtenir la vitesse moyenne d'un tronçon, cet outil effectue une pondération des vitesses moyennes par les volumes des mailles.

Recommandation aux utilisateurs de LAMMI dans HABBY

Si les utilisateurs souhaitent utiliser HABBY pour les calculs d'habitats pour bénéficier de la grande bibliothéque de modèles biologiques d'habitat d'HABBY : il est conseillé de décrire sur le terrain le substrat en mode Cemagref, car c'est le format de description des modèles biologiques Français, et donc de n'effectuer les calculs d'habitat que dans HABBY. Lors de l'intégration des données LAMMI dans HABBY il faut donc préciser que le substrat est de type Cemagref, et choisir le mode d'équation en éléments finis ce qui permet notamment selon notre expertise, un calcul plus précis des valeurs d'habitats des jeunes stades en bordure (une maille en bordure comportera deux verticales avec des hauteurs d'eau nulles).

Cas particulier de hauteurs d'eau nulles provenant de LAMMI, dans le cas d'un choix éléments finis

La figure ci dessus schématise le cas particulier d'un maillage avec une verticale LAMMI de hauteur d'eau nulle $\mathit{H_{A}=0}$, deux solutions sont possibles et c'est la solution 2 qui est retenue par HABBY dans le cas d'un choix éléments finis.

2021/09/16 14:15 · qroyer
2021/12/08 17:48 · qroyer
2021/12/08 17:23 · qroyer
2021/12/08 17:21 · qroyer

FIXME

2021/02/23 08:15 · qroyer

FIXME

2021/02/23 08:15 · qroyer

FIXME

2021/02/23 08:16 · qroyer
2021/02/22 12:24 · qroyer

La méthode des micro-habitats fournit une quantification des capacités d'accueil potentielles pour le poisson, en fonction du débit. Dans ses grands principes, elle consiste à déterminer, sur une portion de cours d'eau, la surface d'habitat favorable à une espèce en couplant :

  • d'une part, les composantes de la structure physique d'habitat. Les variables morpho-dynamiques retenues sont la Hauteur d'eau, la Vitesse du courant et la granulométrie du Substrat (HVS). Elles sont reconstituées, pour différents débits, au moyen d'un modèle hydraulique renseigné à partir d'une description hydraulique et topographique de la station étudiée.
  • d'autre part, un modèle biologique traduisant les relations entre la densité relative des différents stades de développement des espèces de poisson et les valeurs des variables prises en compte dans le modèle hydraulique. Les relations habitats-poissons sont traduites en courbes de préférence.
2021/11/24 16:35 · ylecoarer

Le code d'HABBY comporte un très grand nombre de lignes de programmes écrites par plusieurs développeurs et donc il comporte des erreurs.

Il est important que l'utilisateur d'HABBY comprenne les opérations effectuées par le logiciel, et qu'il puisse les contrôler.

Nous allons ici contrôler la mise en œuvre de la méthode des microhabitats dans le cas de l'utilisation d'un modèle hydraulique 2D.

Les calculs d'habitat d'HABBY

Le cas classique consiste à utiliser pour une espèce de poisson et pour un stade biologique un jeu de 3 courbes de préférences pour les variables hauteur d'eau, vitesse moyenne et substrat (H,V,S).

Pour une variable donnée, et pour des valeurs discrètes de celle-ci, le modèle biologique fourni des préférences SI à valeur entre 0 et 1, qualifiant 'la préférence' du poisson, la courbe de préférence est ainsi construite.

L'équation (1) permet de calculer selon les options de calcul utilisateur la valeur d'habitat $\mathit{HSI_i}$ dans une maille d'indice i et d'aire Ai d'une modélisation hydraulique, à partir des valeurs moyennes des variables (H,V,S) de cette maille notés $\mathit{H_i,V_i,S_i}$.

(1_a) \[HSI_i=SI_H(H_i)\times SI_V(V_i)\times SI_S(S_i)\] (1_b) \[HSI_i=(SI_H(H_i)\times SI_V(V_i)\times SI_S(S_i))^\frac{1}{3}\] (1_c) \[HSI_i=\frac{SI_H(H_i)+ SI_V(V_i)+ SI_S(S_i)}{3}\]

Dans le cas ou l'utilisateur décide de n'utiliser que deux variables par exemple (H,V), ces équations sont adaptées dans HABBY et deviennent :

(1_a2) \[HSI_i=SI_H(H_i)\times SI_V(V_i)\] (1_b2) \[HSI_i=(SI_H(H_i)\times SI_V(V_i))^\frac{1}{2}\] (1_c2) \[HSI_i=\frac{SI_H(H_i)+ SI_V(V_i)}{2}\]

Les logiques (a) produit, (b) moyenne géométrique et © moyenne sont respectées.

Dans le cas ou le modèle biologique est bivarié (H,V) l'équation (1) s'écrit :

(1_biv) \[HSI_i=SI_{H,V}(H_i,V_i)\]

La surface pondérée utile WUA de la modélisation hydraulique s'obtient à l'aide de l'équation (2) et la valeur globale d'habitat OSI à partir de l'équation (3)

(2) \[WUA=\sum_{i=1}^M A_i\times HSI_i\] (3) \[OSI=\frac{WUA}{\sum_{i=1}^M A_i}\]

Notons que dans le cas particulier d'une description du substrat en pourcentages par classes $\mathit{S_k}$ et d'un calcul d'habitat en % de substrat la valeur de $\mathit{SI_S(S_i)}$ dans l'équation (1) doit être remplacée par la formulation de l'équation (4). Dans cette équation $\mathit{S_{i,k}}$ représente le % de substrat de la classe $\mathit{S_k}$ dans la maille i, le substrat étant décrit par un nombre K de classes granulométriques k ∈ $\mathit{[1,K]_N}$.

(4) \[{SI_{i,S}(S_{i,1},S_{i,2},..S_{i,K})}=\frac{\sum_{k=1}^K S_{i,k}\times SI_S(S_k)}{100} \]

Vérifions maintenant un calcul de HSI dans une maille quelconque d'une modélisation hydraulique.

Après avoir construit un fichier .hab avec HABBY, choisissez un modèle biologique pour un stade, utilisez le bouton Créer un doublon à partir de la sélection pour obtenir 4 fois ce modèle. Puis réglez les options de calcul, pour avoir non seulement le calcul pour les 3 variables d'habitat, mais aussi un calcul par variable.

Effectuez le calcul d'habitat.

Pour connaitre le détail des courbes de préférences utilisées, dans HABBY:

  • Utilisez MAJ+clic sur : pour ouvrir le répertoire d’installation d’HABBY.
  • Allez dans le répertoire \habby\biology\models et ouvrez le modèle biologique .XML à l'aide d'un browser (Firefox, Chrome,…) ou d'un éditeur de texte comme Notepad++.
  • Identifiez le stade et les valeur définissant les courbes (H,V,S), par exemple pour la hauteur d'eau d'un stade adulte :

<Stage Type=“adult”>

    <PreferenceHeightOfWater>
       <HeightOfWaterValues Unit="Centimeter" UnitSymbol="cm">0 5 12.5 30 60 80 300</HeightOfWaterValues>
       <PreferenceValues>0 0.22 0.22 0.43 0.91 1 1</PreferenceValues>
    </PreferenceHeightOfWater>
     

Dans notre cas pour connaitre la préférence du poisson pour une hauteur d'eau 50 cm $\mathit{SI_H}{(50 cm)}$, il suffira d'identifier les valeurs de la courbe de préférence encadrant la valeur recherchée ici $\mathit{SI_H}{(30 cm)=0.43}$ et $\mathit{SI_H}{(60 cm)=0.91}$ puis de faire une interpolation linéaire.

A partir de l'onglet Explorateur de données après avoir sélectionné votre fichier .hab, utilisez le menu Exportateur de données pour exporter les résultats aux nœuds et aux mailles en SIG.

Choisir une maille au hasard et identifiez les informations qui lui sont attribuées dans la table attributaire :

Dans un premier temps contrôlez l'information dans la maille :

  • l'information substrat S à partir de vos données d'origine, dans le cas ou votre substrat est décrit en pourcentages de classes granulométriques, identifiez le substrat le plus gros(Coarser) ou le dominant (Dominant) qui est requis pour le modèle biologique.
  • la hauteur moyenne et la vitesse moyenne qui doivent être celles de vos données d'origine dans le cas d'une simulation hydraulique 2D volumes finis.
    • dans le cas d'une simulation hydraulique 2D en éléments finis, ou d'une maille semi-mouillée ayant été découpée par HABBY, utilisez la couche de nœuds et sa table attributaire pour les vérifier en calculant les valeurs moyennes (H,V) des 3 nœuds définissant la maille choisie.

Vérifiez les valeurs $\mathit{SI_H(H)}$ , $\mathit{SI_V(V)}$ en effectuant des interpolations linéaires avec les données du modèle biologiques.

Vérifiez la valeur de $\mathit{SI_S(S)}$ en utilisant directement la correspondance avec le modèle biologique, dans le cas d'un calcul en pourcentages utilisez l'équation (4) pour la vérification.

Vérifiez enfin la valeur d'habitat de la maille $\mathit{HSI}$ en utilisant l'équation (1).

Vous pouvez aussi vérifier les résultats globaux de la simulation hydraulique à partir de la table attributaire du maillage et des équations (2) et (3).

Précisions:

Dans notre cas le modèle biologique est du type “Dominant”

          <PreferenceSubstrate>
             <SubstrateValues ClassificationName="Code EVHA 2.0 (GINOT 1998)" Variables="Dominant">s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8</SubstrateValues>
             <PreferenceValues>0.35 0.35 0.35 0.35 0.61 0.77 1 0.91</PreferenceValues>
          </PreferenceSubstrate>

Pour certains modèles biologiques le mot “Dominant” peut être remplacé par “Coarser” ou par “Percentages” selon les modalités de constructions finalement retenus par les modélisateurs.

2021/11/24 16:36 · ylecoarer
2021/11/24 16:35 · ylecoarer
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