Validation numérique et expérimentale d'un seuil de mesure à échancrure en arcs de cercle

Un des objectifs de ce travail est la fiabilisation de l’autosurveillance des ouvrages de déversement pour lesquels les faibles lames déversantes contribuent fortement au volume annuel déversé. Une réflexion préalable explicite la problématique de l’évaluation de l’incertitude de la mesure, prépondérante pour ces faibles lames déversantes. Les approches de différentes normes métrologiques sont comparées, notamment sur le choix de l’incertitude de la détermination du zéro de la mesure de hauteur. Alors qu’il est préconisé de considérer 1 cm d’incertitude pour des sites de grande taille équipés d’une crête irrégulière en génie civil, elle peut baisser à 2 mm pour les petits ouvrages équipés d’une crête profilée en Inox. Reprofiler la crête avec une échancrure permet donc de réduire l’incertitude de mesure à quelques millimètres tout en relevant la lame déversante des faibles débits. Une forme spécifique, composée d’une succession d’arcs de cercle est présentée ici à travers une calibration par modélisation 3D et sa validation sur banc d’essai. Cette crête permet une évaluation du débit avec une incertitude inférieure à 6 %, même pour les faibles lames déversantes en réduisant l’accroche des déchets flottants. Cette forme limite aussi l’élévation de la hauteur d’eau en amont, l’acceptabilité de cette dernière doit être vérifiée via un diagnostic capacitaire.

Apports et enjeux de la modélisation hydraulique 3D pour la conception et la réhabilitation des ouvrages hydrauliques

Jusqu'à ces dernières années, les études détaillées des ouvrages hydrauliques étaient réalisées quasiment systématiquement par le biais de modèles physiques. Si l'utilisation de modèles physiques permet de bien appréhender le comportement hydraulique des ouvrages, ils sont en général coûteux, requièrent un temps de mise en œuvre important et ne peuvent représenter que les phénomènes hydrauliques pour lesquels ils ont été définis par similitude. De nos jours, grâce à la puissance de calcul toujours plus grande des ordinateurs et au développement des logiciels spécialisés, la modélisation numérique 3D est devenu un outil flexible et puissant pour accompagner et compléter la modélisation physique, voire même la remplacer dans certains cas. Cet article décrit les apports et enjeux de la modélisation hydraulique 3D pour la conception et la réhabilitation des ouvrages hydrauliques. Il présente, dans un premier temps, comment la modélisation numérique 3D a d'abord été validée sur une large gamme de phénomènes hydrauliques, puis comment elle est exploitée par Tractebel sur plusieurs grands projets, pour analyser et optimiser la conception ou l'exploitation des structures hydrauliques en appui des méthodes analytiques et modèles physiques. Des exemples d'applications complémentaires sont présentés tels que la modélisation de grands évacuateurs de crues, un canal d'amenée, une prise d'eau usinière, ou encore les phénomènes d'entraînement d'air et de dissipation d'énergie dans un ressaut hydraulique ou dans une fosse d'érosion. Les possibilités et les limites de la modélisation 3D sur ces divers sujets sont discutées. Des méthodes de modélisation simplifiées ont été développées pour répondre à des questions spécifiques de manière optimisée. Les procédures élaborées pour chaque cas particulier sont décrites de manière à fournir des processus indicatifs pour le déploiement de la modélisation hydraulique 3D dans des projets d'ingénierie, et ainsi y apporter une valeur ajoutée. En se basant sur l'expérience de Tractebel, les limites et défis qui restent à surmonter sont discutés, avec un accent mis sur la modélisation de l'entraînement d'air.

Pré-localisation des données pour la modélisation 3D de tunnels : développements et évaluations

Le présent article décrit l'implémentation d'une méthode de pré-location décimétrique d'images au sein de grands volumes de données dans des tunnels navigables et routiers. Elle repose sur une technique d'odométrie visuelle simplifiée, ce qui la rend rapide et facile à mettre en oeuvre. Cette méthode permet de structurer les données afin d'améliorer les traitements postérieurs, comme par exemple la reconstruction 3D par photogrammétrie. La méthode est évaluée sur la précision de la localisation par comparaison avec des techniques de localisation plus conventionnelles. La structuration des données qui découle de cette localisation des images au sein de l'ouvrage constitue l'aspect le plus important du travail présenté ici.

Modélisation 3D de l’os maxillaire dans l’analyse par éléments finis en implantologie orale : une nouvelle approche utilisant CBCT et anthropométrie

Objectif : Caractériser l’os maxillaire postérieur chez l’adulte d’un point de vue géométrique pour obtenir des modèles numériques standards par éléments finis. Matériel et méthodes : Les images CBCT maxillaires des patients qui ont visité le service de Chirurgie Orale du CHU de La Timone à Marseille, France ont été recueillies au cours de l’année 2016. Les sujets inclus devaient être âgés de plus de 21 ans et être édentés au moins à partir de la première prémolaire maxillaire. Les patients atteints d’une pathologie osseuse ou d’un traitement influençant le remodelage osseux n’ont pas été inclus. La zone maxillaire postérieure a été définie pour chaque CBCT et 6 mesures de hauteur et de largeur de la crête alvéolaire ont été réalisées à l’aide d’une méthode anthropométrique. Une étude Gauge Anova R&R avec analyse de la répétabilité et de la reproductibilité de la variance des mesures, ainsi qu’une analyse en composantes principales (ACP) pour isoler des modèles standards, ont été menées. Les modèles 3D ont été réalisés à partir d’images au format DICOM. Résultats : Le CBCT de 100 hommes et 100 femmes ont été retenus dans notre étude. 1200 mesures de crête alvéolaire ont été réalisée et les valeurs moyennes de hauteur et de largeur des différentes parties de la zone maxillaire postérieure étaient très disparates. L’analyse statistique de variance a validé la répétabilité et la reproductibilité de notre protocole de mesures. L’ACP n’a pas permis d’identifier les modèles standards et ceux- ci ont été modélisés à partir de notre base de données. Conclusion : Notre travail est le premier à considérer des paramètres anthropométriques sur un large échantillon de sujets dans la méthode des éléments finis. Nous mettons ainsi en évidence la perspective de réaliser des modèles anatomiques complexes et réalistes à partir de l’anatomie humaine pour réaliser des tests biomécaniques en implantologie orale.