Hyetos

Hyetos, un logiciel de conception (CAO) pour la gestion des eaux pluviales :

La gestion des eaux pluviales n’est pas uniquement une affaire d’hydrauliciens ou d’hydrologues mais concerne bien et de manière transversale tous les acteurs de la fabrique de la ville qui doivent être associés en amont et le long du projet. Elle intègre également les habitants et riverains qui sont impliqués au début dans les réunions de concertation et à la fin dans les réunions d’information.

Parce que pour une gestion durable et intégrée des eaux pluviales, le dimensionnement des solutions « dites » alternatives ne doit pas se limiter à l’estimation d’un volume d’eau pluviale à gérer pour une période de retour, mais bien au-delà :

On doit d’abord mettre en œuvre la séquence ERC : Eviter, Réduire, Compenser

Ensuite, on positionne les solutions alternatives pour qu’elles s’intègrent dans le paysage en contribuant à sa valorisation et à l’introduction de l’eau et du végétal dans la ville. Leur dimensionnement permet de gérer la période de retour choisie et doit prendre en compte les interactions entre ces différentes solutions et les décalages temporels des flux (le lag-time).

Enfin, la résilience du projet et la culture du risque doivent être appréhendées en simulant, avec des logiciels adaptés à la conception (ce qui n’est pas le cas des logiciels d’analyse), le cheminement des flux pour les évènements exceptionnels en cherchant à ne pas les concentrer et permettre leur évacuation en assurant la protection des personnes et des biens.

Ainsi, Hyetos permet d’optimiser le dimensionnement des solutions alternatives et leur interconnexion pour les pluies habituelles, solliciter en trop plein les aménagements submersibles pour les pluies exceptionnelles et évacuer les flux en empruntant les rues rivières pour les évènements extrêmes.

Hyetos, logiciel de conception pour tous les acteurs de l’aménagement

Hyetos est l’option de Kea.Polaris qui permet de lever les derniers obstacles existants au déploiement et à la diffusion de la gestion durable et intégrée des eaux pluviales.

Hyetos s’adresse autant aux des concepteurs qu’aux bureaux d’études techniques. En effet, Kea.Polaris avec Hyetos se veut être une plateforme collaborative permettant à l’ensemble des acteurs de la fabrique de la ville de travailler ensemble en amont et le long du projet.

Par sa nature ouverte, Kea.Polaris est compatible avec les logiciels référents de la CAO en aménagement et permet ainsi de réunir l’ensemble des métiers de la conception. Le module de l’hydrologie s’insère dans la chaîne de travail comprenant le dessin, la topographie, la conception, les calculs liés aux terrassements, la mise en œuvre des voiries et des réseaux. Ceci permet d’avoir une continuité dans la conception et d’éviter les ruptures liées à l’usage de logiciels différents et incompatibles.

Pour cela, nous avons mobilisé et fait le choix du modèle numérique du terrain (MNT) pour permettre la simulation des événements pluvieux à partir des géométries 3D :

projet d'aménagement dans son environnement
zoom sur les solutions alternatives

Hyetos fruit d'un projet de Recherche

Le logiciel est le fruit d’un Partenariat Innovation porté par le SMAV (Syndicat Mixte d’Assainissement de Valenciennes), l’Université de Lille, Ixsane, MAGEO et suivi par un Conseil Scientifique présidé par Jean-Jacques Hérin Président de l’ADOPTA.

Les enjeux du projet sont multiples :

  • Utilisation de la 3D pour le dimensionnement des solutions « dites » alternatives ;
  • Simulation du fonctionnement de ces solutions seules ou interconnectées ;
  • Estimation des débordements et de leurs conséquences ;
  • Suivi et orientation des flux hydrauliques engendrés
  • Optimisation de l’emprise foncière et des coûts des travaux et de maintenance ;
  • Un outil de communication entre les différents acteurs de l’aménagement (visualisation paysagère et animation) ;
  • Intégration dans le paysage et réintroduction de l’eau et du végétal dans la ville.

Hyetos est lauréat de l’appel à projets « Initiative PME – Eau et Milieux Aquatiques », dans le cadre du programme d’Investissements d’Avenir 2016 – Ademe.

Principe général

Les méthodes proposées par l’Instruction Technique 77 (IT77) sur l’assainissement sont la base des calculs de nombreux bureaux d’études, mais néanmoins elles sont considérées caduques depuis 2003.

La méthode des pluies est basée sur des approximations qui étaient ingénieuses en 1977 mais qui ont atteint leurs limites aujourd’hui (le débit de fuite Qs constant en fond de bassin, Intensité de pluie constante sur toute sa durée, transfert instantané de la pluie à l’ouvrage de stockage, unicité de l’ouvrage, une seule sortie, pas de sortie conditionnée ….)

Les difficultés que rencontre le développement des techniques alternatives nous ont incités à conclure que les acteurs de l’eau et de la conception s’approprieront ces techniques s’ils disposent des outils opérationnels à la hauteur de nos ambitions.

C’est ainsi qu’on a fait le choix de développer, dans le cadre d’un Partenariat Innovation, Hyetos un module de Kea.Polaris dédié au dimensionnement des techniques alternatives et permettant la simulation de leur fonctionnement.

Hyetos utilise la méthode des débits et intègre la géométrie 3D, les influences aval, la superposition des ouvrages. C’est un outil opérationnel de conception qui présente deux avantages :

– Si on utilise les hypothèses citées précédemment (Qs contant, pluie constante…), la méthode des débits est réduite à la méthode des pluies.

– Et si on choisit de dimensionner avec un signal de pluie variable ou une pluie réelle, un débit de sortie variable (ajutage, infiltration, trop plein…) en fonction de la hauteur, la surface mouillée et l’interconnexion des ouvrages, on peut dimensionner un ou plusieurs ouvrages reliés de gestion durable des eaux pluviales. On peut localiser les points de débordement, évaluer les volumes rejetés et faire le nécessaire pendant la conception pour les acheminer vers les zones de notre choix à double fonction (aménagements submersibles : parcs, terrains de sport…)

Le choix d’une série de solutions alternatives interconnectées répartie sur l’emprise du projet est la condition sine qua non pour leur intégration harmonieuse dans le paysage de nos villes denses et de leur acceptabilité par les acteurs de l’aménagement.

C’est une méthode qui permet, en plus du dimensionnement des séries d’ouvrages de solutions alternatives interconnectées, l’estimation de la résilience des projets face à des pluies exceptionnelles qui se justifient par le changement climatique et ses événements extrêmes.

Hyetos dispose d’une base d’ouvrages (bassins, chaussées et parkings réservoirs, puits d’infiltration, noues, chaussées et tranchées drainantes). Il est possible de construire une variété d’ouvrages et de solutions alternatives isolés ou superposés.

Hyetos se distingue par quelques innovations des modèles :

  • Dans la prise en compte des bassins communicants;
  • La gestion de la pollution et sa répartition au sein du système de bassins;
  • Le système de calcul des temps de vidange par infiltration qui permet d’éviter des simulations longues tout en étant aussi précis;

De plus Hyetos permet de produire des rapports de simulation détaillés indiquant les hypothèses prises, le fonctionnement des ouvrages et une méthode de visualisation des résultats qui rappelle les graphiques des anciennes méthodes de calcul (méthodes des pluies…).

Enfin, l’animation 3D qui permet de comprendre le comportement des solutions alternatives, les raisons et le cheminement des débordements.

Sans compter la possibilité d’enrichir les bibliothèques de pluies, des ouvrages, des matériaux, des types de bassins versants dans la logique commune au fonctionnement de l’ensemble des modules de Kea.Polaris.