Nr 15 cle2134cd

LIDO 2.0
Logiciel de modélisation filaire
des écoulements à surface libre
GUIDE METHODOLOGIQUE
Février 2000
Ministère
de l’Equipement,
desTransports
etduLogement
Centred’Etudes
Techniques
Maritimes
EtFluviales
Centre d’Etudes Techniques Maritimes Et Fluviales

Ministère
de l’Equipement,
desTransports
etduLogement
Centre d’Etudes
Techniques
Maritimes
Et Fluviales
a loi sur l’Eau et ses décrets d’application ont sensiblement contribué à accentuer le
recours à des études hydrauliques fines. L’exigence d’évaluer au plus près les impacts des
aménagements en rivière répond au besoin de dimensionner les justes compensations qui
seules assureront aux riverains immédiats des aménagements, mais aussi à tous ceux qui se
situent en amont ou en aval, la non aggravation des submersions provoquées par les crues.
Les outils de modélisation des cours d’eau, tels que LIDO 2.0, permettent la simulation
numérique des phénomènes hydrauliques en jeu et celle des impacts des variantes de projet.
Rendu accessible aux utilisateurs les plus occasionnels de ce type d’outil, le potentiel technique
de LIDO 2.0, fruit de nombreuses années de coopération entre le Laboratoire National
d’Hydraulique d’EDF et le CETMEF, reste conditionné au respect par l’utilisateur des règles
simples qui garantissent la validité des nombreuses formules hydrauliques résolues par les
algorithmes de calcul.
Le présent guide a vocation à rappeler à l’utilisateur ces règles, afin que les exploitations des
simulations fournissent une image aussi proche que possible de la réalité modélisée.
Geoffroy Caude
L

Février 2000
LIDO 2.0
GUIDE METHODOLOGIQUE
Logiciel de modélisation filaire
des écoulements à surface libre
Auteurs du programme: Laboratoire National d’Hydraulique de Châtou
(EDF)
A. POURPLANCHE (CETMEF)
Auteurs du guide: D. GOUTX
S. LADREYT
Illustrations: P.PROUVOST
Vu, le Directeur du CETMEF
G. CAUDE
Diffusion B
Ministère
de l’Equipement,
desTransports
etduLogement
Centred’Etudes
Techniques
Maritimes
EtFluviales

Centre d’Etudes Techniques Maritimes Et Fluviales LIDO 2.0
Guide méthodologique Page 2
1. Objectifs et types de modélisation ___________________________________________ 3
2. Hypothèses du modèle filaire (1D)___________________________________________ 4
3. Diagramme d’une modélisation hydraulique ___________________________________ 6
4. Modélisation des frottements_______________________________________________ 7
4.1. Frottements externes ″eau-sol″________________________________________________________7
4.1.1. Calage des coefficients de Strickler _________________________________________________8
4.1.1.1. Etalonnage du lit mineur ______________________________________________________9
4.1.1.2. Etalonnage du lit majeur _____________________________________________________10
4.1.2. Estimation du coefficient de Strickler _______________________________________________11
4.1.3. Zone de stockage _____________________________________________________________13
4.2. Frottements internes ″eau-eau″ ______________________________________________________15
5. Analyse du secteur d’étude _______________________________________________ 16
5.1. Limites du domaine d’étude _________________________________________________________16
5.2. Distinction des lits ________________________________________________________________17
5.3. Données hydrologiques ____________________________________________________________17
5.4. Données hydrauliques _____________________________________________________________18
6. Description de la géométrie des rivières _____________________________________ 20
6.1. Axe d’écoulement de la rivière _______________________________________________________20
6.2. Profils en travers _________________________________________________________________20
6.2.1. Implantation des profils suivant l’axe d’écoulement ____________________________________20
6.2.2. Implantation des profils suivant la géométrie de la rivière ________________________________22
6.2.3. Représentation des profils _______________________________________________________22
6.2.4. Modifications pour les cas particuliers ______________________________________________23
6.3. Définition d'un bief________________________________________________________________26
6.4. Description schématique d’un réseau __________________________________________________28
7. Présentation des données hydrauliques______________________________________ 30
7.1. Conditions hydrauliques nécessaires __________________________________________________30
7.2. Pertes de charge singulières _________________________________________________________30
7.3. Apports et soutirages latéraux _______________________________________________________31
8. Modélisation des singularités______________________________________________ 32
8.1. Description géométrique d’une singularité ______________________________________________33
8.2. Singularités types_________________________________________________________________34
8.2.1. Seuil dénoyé _________________________________________________________________34
8.2.2. Seuil noyé___________________________________________________________________35
8.2.3. Seuil standard défini par sa géométrie ______________________________________________36
8.2.4. Limnigramme amont____________________________________________________________37
8.2.5. Courbe de tarage amont_________________________________________________________38
8.2.6. Courbe de tarage aval __________________________________________________________38
9. Présentation des données générales relatives au calcul _________________________ 39
9.1. Sections de calcul_________________________________________________________________39
9.2. Planimétrage_____________________________________________________________________41
9.3. Ligne d’eau initiale du régime non permanent ____________________________________________43
9.4. Variables temporelles pour le régime non permanent _______________________________________44
10. Résultats et exploitations des simulations ___________________________________ 46
11. Glossaire _____________________________________________________________ 48
12. Bibliographie __________________________________________________________ 51

1. Objectifs et types de modélisation
La conception d’un ouvrage ou d’un aménagement en rivière doit tenir compte de son
influence sur les écoulements du cours d’eau. La modélisation du tronçon de la rivière
concerné est nécessaire pour quantifier précisément la modification des écoulements et
évaluer l’impact hydraulique de l’ouvrage ou de l’aménagement. Les simulations sur modèle
numérique sont peu onéreuses, simples à mettre en œuvre pour représenter de grandes
dimensions de temps et d’espace, sans aucune des contraintes de similitude qui font les
limites des modèles physiques réduits.
A ce titre, la modélisation numérique filaire constitue un outil intéressant, pour autant
que l’utilisateur ne perde jamais de vue les objectifs qu’il souhaite atteindre et qui doivent être
fixés préalablement à toute conceptualisation du cours d’eau dans LIDO.
Trois types d’impacts peuvent être déterminés grâce à LIDO.
• l’impact en différence relative de niveaux d’eau entre un état de référence et un état
aménagé de la rivière: il s’agit alors de quantifier précisément l’impact positif ou négatif d’un
aménagement, et, le cas échéant, les mesures compensatoires à mettre en œuvre pour
annuler les impacts négatifs;
• l’impact en termes de cote absolue rapportée au risque de débordement: il peut s’agir d’un
dimensionnement d’ouvrage routier ou de protection d’espaces habités ou industriels contre
les crues d’intensité donnée, ou encore d’ajustement des consignes de manoeuvre
d’ouvrages de régulation de bief;
• l’incidence sur la cinématique de la propagation des crues: l’intégration d’une série
d’aménagements répartis sur un linéaire conséquent de rivière peut alors être envisagée
pour apprécier leur impact global sur le fonctionnement hydraulique de l’ensemble d’un
bassin versant, et le modèle peut fournir des informations précieuses aux services
d’annonce de crue dans le domaine de validité de la modélisation.
La tendance naturelle des projeteurs serait évidemment de modéliser ce qui leur paraît
le plus complet, à savoir la crue en régime transitoire. Mais, comme on le verra au fil de la
présentation de LIDO, la modélisation en régime non permanent se trouve être, du fait d’une
incontournable gourmandise en données de conditions hydrauliques aux limites et de sévères
conditions numériques à respecter, très délicate à mettre en œuvre et à exploiter
correctement. Il est donc fortement recommandé de préférer une modélisation en régime
permanent des conditions maximales d’un épisode de crue à toute tentative hasardeuse de
simuler des événements de crue en régime non permanent dès lors que des données sont à
extrapoler. Le recours au régime transitoire est à réserver aux études portant précisément sur
l’impact cinématique, l’annonce de crue ou les tronçons de rivière de grande longueur pour
lesquels il devient absurde de supposer la simultanéité de l’occurrence des conditions
maximales d’une crue sur l’ensemble du linéaire.
De même, l’examen préalable des objectifs de la modélisation permet d’identifier les
domaines de conditions hydrauliques intéressant le maître d’ouvrage et la localisation des
profils où le résultat est particulièrement attendu. La représentation précise et exhaustive de
tous les éléments constitutifs des écoulements du cours d’eau sur le secteur considéré n’est
pas nécessairement un gage de fiabilité des résultats à tout coup. Il se peut même que cela
introduise un certain nombre de paramètres supplémentaires à étalonner sans que les
données disponibles le permettent assurément. On préférera donc conceptualiser les
phénomènes hydrauliques connexes en justifiant la validité des hypothèses faites et favoriser
des solutions de type bief unique avec modélisation d’affluents sous forme d’apports latéraux
avec pertes de charges singulières à celles recourant à des ramifications ou des mailles.

2. Hypothèses du modèle filaire (1D)
La modélisation des écoulements d’une rivière correspond à un ensemble de choix
techniques basés sur l’analyse de la situation et des conditions hydrauliques observées qui
orientent a priori le type de modèle utilisé.
Le code numérique LIDO permet de réaliser les modélisations en une seule dimension,
à savoir l’axe de l’écoulement. Le calcul s’effectue en régime d’écoulement fluvial, ce qui
recouvre la plupart des cours d’eau de plaine. Le régime d’écoulement torrentiel n’est pas pris
en compte par le code, mais un passage local en régime critique voire torrentiel peut être
admis.
Les principales hypothèses justifiant la modélisation monodimensionnelle sont les
suivantes:
• chaque bief possède un axe privilégié d’écoulement, les vecteurs ″vitesse″ étant
toujours supposés parallèles à cet axe;
• la composante verticale de la vitesse est supposée nulle. L’écoulement est dans le
plan horizontal et la répartition des pressions est quasi statique: pour un profil en
travers, on a une seule cote d’eau;
• la pente moyenne des écoulements est faible (le cosinus de l’angle entre
l’horizontale et le fond est proche de 1);
• les contraintes de viscosité sur le fond et les berges sont prises en compte à l’aide
des lois empiriques de frottement (loi de Strickler).
• Les sections d’écoulements sont considérées comme étant la réunion de trois sous-
ensembles: le lit mineur, le lit majeur et les zones de stockage.
On définit des profils en travers où les vitesses restent parallèles, celles-ci seront alors
définies dans un repère local lié au fil de l'eau (repère (t, Z)). Dans chaque profil en travers, on
exprime la vitesse moyenne U de l'écoulement en fonction de la géométrie du lit. Les
grandeurs calculées sont relatives à une section d’écoulement perpendiculaire à l’axe
d’écoulement de la rivière, chaque section étant identifiée par son abscisse le long de l’axe.
Illustration 1: Représentation de la rivière
Rivière vue en plan avec implantation de profils en
travers

LIDO résout les équations de Saint-Venant ci-dessous, établies à partir des équations
générales de la mécanique des fluides (conservation de la masse et de l’énergie).
∂
∂
∂
∂
S
t
Q
x
q l+ = (équation de continuité)
∂
∂
∂
∂
β
∂
∂
γ
Q
t x
Q
S
gS
Z
x
gSJ l+ = − − +( )
2
(équation dynamique)
Définition des variables et paramètres:
J: coefficient de perte de charge global,
nombre adimensionnel tel que
J
Q
D
Q
K S Rh
= =
2
2
2
2 2
4
3
ββ: coefficient de Boussinesq, nombre adimensionnel
traduisant l’hétérogénéité du champ de vitesses, tel que
β = ∫
S
Q
U dS2
2
Tant qu’il n’y a pas débordement, donc en lit simple, le
coefficient de débordement ββ est pris égal à 1. Donc
Q=US
S(m2
): surface
t(s): temps
Q(m3
/s): débit
U(m/s): vitesse moyenne
x(m): abscisse curviligne
ql(m2
/s): apport latéral de
débit par unité de longueur
γγl(m3
/s2
): apport latéral de
quantité de mouvement
K(m1/3
/s) est le coefficient de
rugosité de Strickler
Rh(m) est le rayon hydraulique
[rapport section mouillée S(m²)
par périmètre mouillé P(m)]
D(m3
/s) est la débitance
Illustration 2: Paramètres du rayon hydraulique
Remarque: Pour les simulations en régime non permanent, LIDO utilise une résolution aux
différences finies implicite du type de WENDROFF, pour résoudre les équations de BARRE-
ST-VENANT pour un écoulement unidimensionnel.1
1
Pour plus de détails, se référer à la notice théorique de Lido.

3. Diagramme d’une modélisation hydraulique
Visites terrain
Singularités géométriques
Pertes de charge singulières
Laisses de crues
Conditions aux
limites de l'étude
Données
hydrauliques
Passage au
Régime Non
Permanent
Non
Oui
Données
hydrologiques et
règlementaires
Données
topographiques et
bathymétriques
Simulations hydrauliques
Modèle calé ?
Exploitation des résultats
Création du Modèle
Numérique de Terrain
MNT
Calage
Simulation en
Régime
Permanent
Simulation en
Régime Non
Permanent
Création de
la ligne
d'eau initiale
Données
surabondantes
Calage du modèle Simulation hydraulique
Données
nécessaires
Oui
Non
Sensibilité

4. Modélisation des frottements
4.1. Frottements externes ″″eau-sol″″
La rugosité de forme et de peau des matériaux constitutifs des surfaces d’interface
entre l’eau et le sol dissipe une partie de l’énergie hydraulique tout au long du linéaire du cours
d’eau. Les pertes d’énergies dues au frottement ne sont pas identiques dans les deux lits, ou
au fond et sur les parois. Elles sont évaluées par la formule de Strickler.
Formule de Strickler
Cette formule expérimentale, établie dans l'hypothèse d'un régime uniforme
permanent, exprime une relation entre les caractéristiques géométriques d'un canal et la
vitesse moyenne de l'écoulement, U, sous la forme :
U K R ih=
2
3
où: i est la pente du fond, de la surface libre et de la ligne de charge;
Rh est le rayon hydraulique (rapport de la section mouillée par le périmètre mouillé,
tous deux dépendants de la hauteur d'eau);
K est le coefficient de rugosité, appelé coefficient de Strickler, supposé constant et
caractéristique du frottement à l’interface eau-sol de la rivière.
Attention: K diminue lorsque la rugosité du lit augmente.
Composition des lits
• Le modèle FOND/BERGE qui
permet de traiter les lits où on
distingue la rugosité des berges
de celle du fond.
La composition des rugosités se
fait selon l’hypothèse de Mülloffer-
Einstein qui suppose que les
pentes des lignes de charge
sont les mêmes pour les deux
écoulements et que les vitesses
sont égales.
En prenant l’indice 1 pour
l’écoulement ″fond″ et l’indice 2
pour l’écoulement ″berges″, on
obtient l’expression de K
caractérisant la composition des
rugosités (voir la notice théorique
paragraphe «Modélisation Fond
berge» page 11):
P
K
P
K
P
K
3
2
1
1
3
2
2
2
3
2
= +
P est le périmètre mouillé du profil
Illustration 3: Rivière modélisée par Fond/Berge
Illustration 3bis: Représentation du profil en travers

• Le modèle MINEUR/MAJEUR qui
permet d’identifier un lit d’écoulement
préférentiel entre les berges et un lit
d’écoulement occasionnel après
débordement avec une vitesse propre
dans chaque lit. Ce modèle traite des
rugosités différentes pour le lit mineur
et le lit majeur. On applique à chacun
des lits un coefficient de rugosité
correspondant à la formule de
Strickler.
Lors du débordement, on a un débit total
transitant de: Q total = Q min + Q maj
Le coefficient de perte de charge est
différents pour chacun des lits:
J Q K S Rmin min min min min/= 2 2 2
4
3
coefficient de perte de charge du lit
mineur
et
J Q K S Rmaj maj maj maj maj= 2 2 2 4
3
/
coefficient de perte de charge du lit
majeur
Illustration 4: Rivière modélisée par Mineur/Majeur
Illustration 4bis: Représentation du profil en travers
4.1.1. Calage des coefficients de Strickler
La crue limite débordante, ou crue de plein bord, sert à étalonner le lit mineur, c’est-à-
dire à calculer le coefficient de Strickler du lit mineur représentatif de la réalité. Celle qui est
largement débordante, sert à l’étalonnage du lit majeur en prenant le coefficient du lit mineur
constant (calcul du coefficient de Strickler du lit majeur). Lors du calage du lit majeur, faire
attention à la prise en compte des zones de stockage.
Dans le cas de données insuffisantes pour étalonner le coefficient de Strickler, il est
tout à fait possible de faire une simulation avec des coefficients choisis judicieusement, mais
les résultats ne seront pas aussi fiables, car non représentatifs de la réalité.
Limite entre lit mineur et majeur

4.1.1.1.Etalonnage du lit mineur
On détermine le coefficient de Strickler de chaque profil tel que la ligne d'eau calculée,
avec la crue limite débordante, coïncide avec la ligne d'eau relevée sur le site pour les mêmes
données hydrauliques du secteur d’étude.
Illustration 5: Calage d’une ligne d’eau obtenue par simulation, avec laisses de crue
38.5
39
39.5
40
40.5
41
41.5
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Ligne d'eau
calculée par LIDO
Il arrive que l'on dispose de plusieurs lignes d'eau d'étalonnage de crues de plein bord.
Les différents étalonnages peuvent aboutir à des valeurs différentes du coefficient de Strickler.
Dans ce cas, se pose à l'opérateur, le problème du choix de la valeur à retenir sur les
différentes sections d'étalonnage. Après analyse il pourra, soit choisir la valeur moyenne si la
dispersion des résultats est faible, soit choisir une valeur particulière pénalisante ou
représentative, et dans tous les cas, estimer l’incertitude issue de ce choix sur les simulations
ultérieures.
Aucun calage ne permet de garantir la validité des résultats du modèle sur toutes les
simulations possibles. Le soin apporté aux phases d’étalonnage des coefficients de Strickler
permet seulement d’augmenter la confiance que peut avoir le modélisateur dans la qualité de
ses simulations de conditions hydrauliques proches de celles qui lui ont servi à l’étalonnage.
Pour apprécier simplement cette confiance relative, le modélisateur peut tester une
même simulation avec les bornes de la fourchette des coefficients de Strickler plausibles, et
admettre que l’écart des cotes calculées sera l’intervalle d’incertitude sur les simulations
ultérieures.
Laisse de
crue

4.1.1.2.Etalonnage du lit majeur
Une fois le lit mineur étalonné jusqu'à la limite de débordement, il faut étalonner le lit
majeur. On suppose qu'au-delà de la cote limite de débordement, le coefficient de Strickler du
lit mineur ne varie plus. On étalonne alors le lit majeur en gardant en mémoire, que si la
géométrie du lit mineur est en général bien définie, celle du lit majeur ne l'est pas, car il est
difficile de savoir où commencent et où s'arrêtent les zones de stockage. L'étalonnage du lit
majeur consiste donc à évaluer son coefficient de rugosité et sa largeur et s’effectue de façon
similaire à celle du lit mineur.
Cette opération se fera par approximations successives en gardant à l'esprit que des
coefficients de rugosité inférieurs à 5 n’ont pas de réalité physique et qu'une variation de
largeur du lit actif de quelques mètres est souvent négligeable. Si un tel coefficient venait à
résulter d’un étalonnage, le modélisateur devrait réexaminer la morphologie du lit pour identifier
des zones de stockage qui lui auraient échappées.
La précision du calcul de l'étalonnage ne doit pas faire oublier qu'il est basé sur des
données physiques mesurées sur le terrain et donc comportant des imprécisions sur les cotes
et surtout sur les débits correspondant à ces lignes d'eau.
Lorsqu'on est amené à fixer les différents coefficients de Strickler décrivant les
segments de rivière compris entre les profils de données, il est bon de ne pas perdre de vue
que la précision mathématique de la modélisation contraste avec l'incertitude existante sur les
données physiques de l'étalonnage.
Dans le cas où le secteur d’étude n’a pas les données hydrauliques adéquates, on
détermine ‘‘au jugé’’ la valeur du coefficient de Strickler:
∗ en allant sur le terrain,
∗ en utilisant les formules empiriques de granulométrie (sachant que la courbe de
granulométrie d’un lit est obtenue par échantillonnage et qu’il est recommandé de
prendre plusieurs échantillons dans différentes sections du cours d’eau étudié)
Par exemple, pour les canaux naturels aux parois en granulats non cohésifs, on a
K
D
et K
D
= =
211 26
50
1
6
90
1
6
.
avec D50 et D90 [m] diamètres égal à 50% et 90% des
grains dans la courbe granulométrique.
∗ ou en se servant du tableau indicatif (donné ci-après).
De plus, il n’est jamais superflu de croiser les différentes sources d’informations du
Strickler K, y compris à l’issue d’un étalonnage numérique, pour apprécier la représentativité
du coefficient retenu pour les simulations ultérieures.

4.1.2. Estimation du coefficient de Strickler
(source CEMAGREF)
Nature de la surface de l’écoulement K coefficient
de Strickler
Rivières naturelles
Pour les cours d’eau à section suffisamment constante on se reportera au tableau
suivant
Petit cours d’eau de largeur inférieure à 30 m
cours d’eau de plaine
net, droit, niveau d’eau élevé, peu de variation de la section mouillée
idem, mais pierres et mauvaises herbes plus nombreuses
net, sinueux avec seuils et mouillées
idem, mais avec pierres et mauvaises herbes
idem, mais niveau bas
cours paresseux, mauvaises herbes, trous d’eau profonds
nombreuses mauvaises herbes et nombreux trous d’eau
pentes et fond irrégulier, nombreuses souches, arbres et buissons, arbres tombés dans
la rivière
cours d’eau de montagne
(Pas de végétation dans le lit, rives escarpées, arbres et broussailles pour les niveaux
élevés)
fond en gravier et cailloux, peu de gros galets
fond avec gros graviers
30 à 40
30
25
20
20
15
10
5 à 7
25
20
Plaines d’inondation
pâturages sous broussailles
zones cultivées, absences de récoltes
zones cultivées, récoltes sur pied
broussailles dispersées et mauvaises herbes ou broussailles et quelques arbres en hiver
quelques arbres et broussailles en été; broussaille moyenne ou dense en hiver
broussaille moyenne ou dense en été
souches d’arbres sans rejet
souches d’arbres avec rejets durs
forêt de hautes futaies; peu de broussailles
forêt de hautes futaies; peu de broussailles avec niveau d’eau atteignant les branches
souches denses
30 à 35
35
25 à 30
20
15
10
25
16
10
8
7
Grands cours d’eau largeur maximale supérieure à 30 m
(La valeur de K est supérieure à celle des petits cours d’eau d’allure analogue car les
rives offrent moins de résistance efficace)
section régulière sans broussailles
section irrégulière et rugueuse
25 à 40
10 à 25

Nature de la surface de l’écoulement K coefficient
de Strickler
Canaux artificiels, galeries ou conduites à surface lisse
Surface très lisses et sans saillies (verre neuf et net; pyroline - cuivre) 100 à 110
Surfaces lisses, sans saillies (bois net raboté; métal soudé non peint; ciment mortier
ou béton bien lissé, bien soigné et sans débris; surfaces très lisses avec courbures
moyennes)
80 à 90
Surfaces avec légères aspérités (acier riveté ou peint; fer forgé ou coulé; bois non
raboté; ciment et mortier; béton coffré avec de l’acier ou du bois lisse sans débris et pas
de courbures; canaux en béton très lisse avec joints; tuyau de drainage ordinaire; égout
vitrifié sans saillie; brique vernissée, grès; asphalte lisse; moellons dressés avec joints
cimentés; surfaces lisses ou très lisses avec fortes courbures)
70 à 80
Surfaces avec aspérités moyennes (métal incrusté; métal riveté avec rivets grossiers;
canaux en métal avec larges saillies vers l’intérieur; bois très grossier (madriers); béton
avec bord lisse et fond rugueux; petit canal en béton, assez droit et régulier dont la
surface est recouverte d’un léger dépôt; bois ou béton avec développement d’algues et de
mousses; égouts avec regards; drains enterrés avec joint ouvert; terre particulièrement
régulière; canaux avec plafond en sable fin (surfaces non ridées); surfaces lisses avec
courbes excessives)
65
Surfaces rugueuses (métal très incrusté; béton coulé non lissé; béton coulé aux
coffrages en bois rugueux; béton très rugueux ou vieux; maçonnerie vieille ou mal
soignée; canaux en maçonnerie moyenne avec joints nombreux ou nombreuses courbes;
bois ou béton avec développement dense d’algues ou de mousse; canaux en terre très
régulière, état neuf, bon alignement; sable moyen; pierres dressées, joints cimentés)
55 à 60
Surfaces très rugueuses (canaux en métal avec très fortes saillies vers l’intérieur ou
fortes courbures, ou développement de végétation importante ou débris accumulés;
canaux en béton avec maçonnerie en très mauvais état ou très grossière; canaux très
larges en gravier fin plus sable ou en terre régulière meuble, sans développement de
végétation; radiers pavés; moellons bruts assemblés au ciment)
50
Surfaces à rugosité très importante (lit en gravier fin; canaux avec dépôts ou
végétation; canaux en terre moyenne, dimensions modérées; moellons bruts
grossièrement assemblés au ciment)
45
Surfaces assez grossières (aqueducs métalliques à section semi-circulaire en tôle
plissée; terre en mauvais état; gravier moyen; canaux en terre de petites dimensions ou
plus larges avec développement de végétation ou gros galets; fossés en bon état; canaux
en terre sinueux sans végétation; blocage cimenté; béton sur roche régulièrement
excavée)
40
Surfaces grossières (excavation rocheuse très régulière; gros graviers; pierre sèche;
canaux en terre, dragués, sans végétation ou enherbés; chenaux d’évacuation de crue,
larges et entretenus; béton sur roche irrégulièrement excavée; canaux et fossés avec
nombreuses pierres lisses; canaux et fossés avec pierres rugueuses au fond et
végétation sur les bords)
35
Surfaces très grossières (excavations rocheuses uniformes; canaux avec
développements considérable de végétation; chenaux d’évacuation de crues, larges, mais
peu entretenus; blocage sec; canaux en terre sinueux avec mauvaises herbes plus ou
moins denses ou plantes aquatiques; canaux en terre sinueux avec fond en terre et
berges en blocage au fond pierreux ou recouvertes de mauvaises herbes)
30
Surfaces excessivement grossières (excavations rocheuses irrégulières; canaux en
terre en très mauvais état, très sinueux avec pierres rugueuses et végétation importante;
lits majeurs d’évacuation de crue dégagés, mais entretenus de façon discontinue)
25
Divers
canaux non entretenus, mauvaises herbes et broussailles coupées
canaux en excavation avec broussailles; fond net, broussailles sur les berges
fond net, broussailles sur les berges avec niveau d’écoulement maximum sans
débordement
canaux avec mauvaises herbes denses aussi hautes que la hauteur de l’écoulement
broussailles très denses, niveau d’eau élevé
20
20
15
12
10

4.1.3. Zone de stockage
Elle sert à stocker de l’eau, mais contrairement aux sections du lit majeur, elle ne
participe pas à l’écoulement proprement dit, dans la mesure où les vitesses dans le sens de
l’axe d’écoulement sont supposées nulles. Ceci est vérifié pour les crues lentes à débits
transversaux faibles, sans dénivellation transversales de la ligne d’eau.
La surface de stockage est prise en compte pour la résolution de l’équation de
continuité, mais pas dans l’équation dynamique. Elle se comporte comme un soutirage
(réservoir) latéral de débit. Elle se délimite grâce aux profils en travers et c’est à l’utilisateur de
les déterminer. Il s’agit d’une dépression en lit majeur qui se remplie lorsque la rivière déborde
et retire ainsi un volume d’eau à l’écoulement actif (lit mineur / lit majeur).
Remarque: Il n’y a pas d’interaction entre l’écoulement du lit majeur et l’écoulement dans les
zones de stockage. De plus, celles-ci ne sont pas prises en compte en régime permanent où
l’équation dynamique n’intervient pas.
Illustration 6: Exemple d’une crue lente, prise en compte par le code LIDO:
Illustration 6bis: Exemple d’une crue rapide, le code LIDO ne peut la prendre en
compte:
Pour les crues rapides où LIDO n’est pas applicable, les zones de stockage devront
être traitées différemment, par exemple comme des réservoirs dont les exutoires seraient des
seuils épais, ou en utilisant des conditions d’apports/soutirages si l’on connaît assez bien les
conditions hydrauliques de remplissage et de vidange.
Les formules pour la prise en compte, lors de la modélisation, des zones de stockage,
se trouvent dans la notice théorique au paragraphe «Traitement des zones de stockage» page
12.

Photo aérienne de l’Oise en crue
permettant de distinguer en rive
droite une zone de stockage.
Photo aérienne de l’Oise en crue
où on distingue clairement des
zones de stockage
Photo aérienne de la Meuse en
crue près de Charleville. En rive
droite du canal latéral à la Meuse
on distingue deux zones de
stockage
Photo aérienne de la Meuse en
crue près de Petit-Remilly, où on
distingue une zone de stockage

4.2. Frottements internes ″″eau-eau″″
Lorsqu’il y a débordement du lit mineur, en prenant Mineur/Majeur comme composition
des lits, une interaction a lieu entre l’écoulement du lit mineur et l’écoulement du lit majeur.
L’écoulement du lit majeur étant plus lent que celui du lit mineur, il se crée des
frottements internes qui influent sur la répartition des débits entre le lit majeur et le lit mineur.
On peut évaluer le coefficient de répartition des vitesses et la perte de charge par frottement.
Le code LIDO utilise le modèle DEBORD qui retranscrit cette interaction (Voir la notice
théorique au paragraphe «Modélisation Debord» page 10).
Illustration 7: Débordement du lit mineur et interaction avec le lit majeur, vue en plan
Illustration 8: Débordement du lit mineur et interaction avec le lit majeur, vue en travers
La loi de répartition des débits selon ce modèle est:
( )
η = =
+ −






Q
Q
K
K
AS
S S S A
R
Rmaj maj maj maj maj
min min min
min
min
2 2
2
3
1

où A est la constante du modèle DEBORD, évaluée par:
∗ A
A r A
=
− 




 +
+1
2 0 3
1
2
0 0
c o s
.
π
avec
r
R
R
A
K
K
maj
maj
= ≤
=






−
min
min
.
.
0 3
0 90
1
6
∗ A A= 0 pour r > 0 3.
La formulation DEBORD a été établie au L.N.H d’E.D.F. Elle considère une vitesse
uniforme dans tout le lit majeur, et n’est donc pas applicable pour les lit majeurs larges. La
formule est validée pour des rivières à pente faible, des hauteurs d’eau en lit majeur n’excédant
pas 7 m, et une largeur des lits majeurs inférieure à 75 m pour chaque côté du lit mineur. Cette
formulation est employée en France sur tout type de rivière.
La perte de charge linéaire est alors calculée à partir de la débitance: J Q D= 2 2
/ tel
que D KR Sh=
2
3 . La débitance représente seulement une loi fonction de la profondeur.
5. Analyse du secteur d’étude
5.1. Limites du domaine d’étude
Elles doivent correspondre à des profils en travers comportant des informations
hydrauliques (Amont: Hydrogramme; Limnigramme - Aval: Limnigramme; Courbe de tarage).
Pour délimiter l’étude, celle-ci doit comporter un ou plusieurs profils à l’amont et un ou
plusieurs à l’aval (suivant la configuration de la rivière). A ces profils d’extrémités seront
affectées les données hydrauliques amont et aval qui serviront de conditions limites au calcul
numérique.
Remarque: Si on ne dispose pas de données sur les profils aux extrémités, il faut
prolonger le bief pour obtenir une extrémité dont on connaît les conditions hydrauliques, ou
extrapoler une condition limite de type loi uniforme sous réserve d’en vérifier correctement les
hypothèses.
Illustration 9: Représentation des limites d’un domaine d’étude:

5.2. Distinction des lits
Ces données regroupent la topographie (lit majeur) et la bathymétrie (lit mineur). On
doit tout d’abord identifier, sur le secteur intéressé, les zones suivantes:
• le lit mineur, qui est la zone où s'écoule la rivière en temps normal, sans
débordement.
• le lit majeur, qui est la zone où la rivière s'écoule en temps de crue débordante, au-
delà du lit mineur.
• la zone de stockage, qui est considérée comme un réservoir se remplissant en
montée de crue, et se vidant en descente. On considère que les vitesses sont nulles
ou perpendiculaires à l’axe privilégié de l’écoulement défini par le lit actif.
• le champ d'inondation, qui comprend les zones de stockage et les deux lits.
Illustration 10: Représentation schématique des différentes zones:
5.3. Données hydrologiques
Compte tenu des difficultés rencontrées pour mesurer précisément le débit des
rivières, la connaissance du système hydrologique dans lequel s’insère le cours d’eau à
modéliser relève d’une compétence particulière employée à dépouiller et analyser des
chroniques de mesures.
Les analyses purement statistiques permettent d’ajuster pour une station de mesures
donnée, les chroniques de débits à des lois statistiques fondées sur les théories de
l’hydrologie, pour associer une fréquence de non dépassement (en une période de retour) à
une valeur donnée du débit de la rivière. Grâce à cette description probabiliste de l’intensité des
écoulements, on peut choisir des débits de projet qui conféreront aux simulations une valeur
d’estimation d’un aléa.
Dès que le secteur d’étude couvre plusieurs kilomètres, l’analyse doit également porter
sur les interactions entre le cours d’eau et son bassin versant, pour apprécier la contribution
relative de ses affluents, les apports propres par ruissellement, les apports diffus issus de la
nappe phréatique. Cette analyse peut permettre d’extrapoler les données hydrologiques
disponibles loin du secteur d’étude en minimisant le risque d’erreur.

5.4. Données hydrauliques
Dans les écoulements à surface libre, les caractéristiques de l’écoulement peuvent
varier, il convient donc de distinguer les divers écoulements possibles selon les variations des
caractéristiques de temps ou d'espace:
• les écoulements permanents: tous les paramètres définissant l'écoulement (le
débit Q, la cote Z de la surface libre, la vitesse moyenne U à travers une section)
restent constants au cours du temps,
• les écoulements non permanents ou transitoires pour lesquels, par opposition
au régime permanent, les paramètres définissant l'écoulement varient au cours du
temps. C'est le cas notamment de la formation et de la propagation d’ondes,
• les écoulements en régime uniforme: qui correspondent au cas où la pente
longitudinale de l'écoulement et la section transversale sont constantes tout le long
de la masse liquide,
• les écoulements en régime graduellement varié: correspondant aux
écoulements dont les caractéristiques varient de façon continue, progressive et
lente le long de l'axe de l'écoulement.
Note: LIDO traite les écoulements permanents en tant qu’écoulement en régime uniforme s’il
n’y a pas de singularités géométrique, soit graduellement varié voire torrentiel au passage local
de singularités géométriques.
Illustration 11: Méandre de l’Oise où l’on distingue nettement le lit mineur et le lit majeur

On doit recenser toutes les données hydrauliques du secteur d’étude:
En régime permanent
− données à l’amont: un débit (issu de l’analyse hydrologique)
− données à l’aval: une cote pour une simulation
− apports/soutirages: un débit
− laisses de crue: traces recensées pour une crue donnant une cote atteinte au
maximum de la crue et servant à l’étalonnage
Illustration 12: Exemple de conditions limites en régime permanent
En régime non permanent
− données à l’amont: un hydrogramme ou un limnigramme pour une simulation
− données à l’aval: un limnigramme ou une courbe de tarage pour une simulation
− apports/soutirages: un hydrogramme, un limnigramme ou une courbe de tarage
− laisses de crue: traces recensées pour une crue donnant une cote atteinte au
maximum de la crue et servant à l’étalonnage
Illustration 13: Exemple de conditions limites en régime permanent

6. Description de la géométrie des rivières
6.1. Axe d’écoulement de la rivière
Suivant les conditions hydrauliques (étiage, crue moyenne, crue largement
débordante,...) et les conditions géométriques de la rivière (rivière à faible courbure, rivière à
forts méandres,...), on détermine un axe privilégié d’écoulement de la rivière.
Cet axe est une ligne idéale sur laquelle on va implanter des profils en travers pour
représenter la géométrie de la rivière.
6.2. Profils en travers
Les profils servent à décrire la géométrie de la rivière. Un profil en travers doit être
perpendiculaire à l’axe d’écoulement et à la pente de la rivière, mais étant donné la faible pente
des rivières traitées, on prend généralement des profils verticaux et perpendiculaires à l’axe
d’écoulement sans préjudice pour la validité des calculs.
Illustration 14: Représentation d’un profil en travers par rapport au fond de la rivière
Profil en long d’une rivière à faible pente
6.2.1. Implantation des profils suivant l’axe d’écoulement
∗ représentation de la rivière pour un lit sans méandre. Les profils doivent être
perpendiculaires à l’axe de l’écoulement pour que les hypothèses de la modélisation
1D soit vérifiée.
Illustration 15: Rivière sans méandres
Vue de dessus: l’écoulement se fait en lit mineur

∗ représentation de la rivière en temps de forte crue avec un lit à forts
méandres ou lits décalés. Lorsque son écoulement préférentiel n'est plus le lit
mineur, mais le lit majeur, il faut alors modifier les profils, pour qu'ils soient
perpendiculaires à ce nouvel écoulement.
Illustration 16: Rivière avec méandres pendant une forte crue
Vue de dessus: l’écoulement se fait en lit mineur et majeur
∗ représentation de la rivière en temps de crue moyenne avec un écoulement
avec forts méandres ou lits décalés. La représentation est assez difficile.
L’implantation de profils se fera grâce à la bonne appréciation de l’utilisateur, avec
une bonne connaissance du terrain et des crues antérieures. Il sera de toutes
façons très difficile de simuler une large gamme de crues, depuis les plus faibles
restant en lit mineur jusqu’aux crues largement débordantes, avec une unique série
de profils.
Illustration 17: Rivière avec méandres pendant une crue moyenne
Vue de dessus: l’écoulement se fait suivant un chemin préférentiel difficilement identifiable
Cependant, si les vitesses du lit mineur ne sont plus parallèles à l’axe d’écoulement, la
modélisation par un code filaire n’est plus valide. Il y a un moment où c’est à l’utilisateur de
prendre conscience de certains aspects qui ne relève plus du filaire mais plutôt d’une
modélisation 2D voir 3D.

6.2.2. Implantation des profils suivant la géométrie de la rivière
∗ pour représenter une rivière comportant une ou plusieurs singularités (seuils
dont les conditions hydrauliques ne sont pas connues, ponts,
rétrécissements/élargissements, changement de pente,...), les profils seront pris de
manière à décrire au mieux les variations de la géométrie: un profil à l’amont, un à
l’aval et deux encadrant la singularité géométrique.
Illustration 18: Implantation correcte de profils décrivant la rivière
Si on ne respecte pas ce principe, on a une mauvaise représentation de la géométrie
de la rivière qui engendre des erreurs sur la représentativité des résultats de la modélisation.
Illustration 18bis: Implantation incorrecte de profils décrivant la rivière
6.2.3. Représentation des profils
Un profil en travers est défini en coordonnées relatives (t, Z). Pour le représenter, on se
place dans le sens d’écoulement de la rivière et on décrit le profil de la rive gauche vers la rive
droite. L’abscisse relative de tous les points se définit par rapport au premier point à l’extrémité
gauche prise comme origine de l’axe des abscisses relatives t, et toutes les cotes des points
sont données dans un même système de référence.
Illustration 19: Description d’un profil en travers
Le logiciel comprend
après interpolation
CORRECT
INCORRECT

6.2.4. Modifications pour les cas particuliers
Parois verticales: Le frottement de l’eau n’est pas pris en compte sur les parois
lorsque celle-ci sont verticales au sens mathématique: deux points consécutifs d’abscisse
relative identique. Pour le prendre en compte, il est nécessaire de mettre un léger déport entre
deux points consécutifs représentant une paroi verticale (0.01 m par exemple)
Fente de Preissmann: La rivière suit son cours en passant sous différents ouvrages
tels que des ponts ou des buses. Dans le cas particulier d’arches, il est nécessaire de laisser
une coupure en clef de voûte pour permettre au calcul de rester dans le cadre de ses
hypothèses de surface libre tout en modélisant une éventuelle mise en charge. Cette coupure,
appelée fente de Preissmann, (d’une largeur généralement prise égale à 0.01m) permet au
code numérique de faire «monter» l’eau au dessus de l’arche, sans passage en charge. De
plus, les limites du lit mineur doivent être extérieures au pont pour prendre en compte tout le lit
mineur (cf. «Délimitation du lit mineur» page suivante)
Illustration 20: Représentation d’un profil en travers comportant une fente de
Preïssmann
Points extrêmes: Lors de l’importation, si les points extrêmes décrivant un profil n’ont
pas la même ordonnée, le code numérique rajoute automatiquement un point ayant l’abscisse
du point de cote inférieure et la cote du point de cote supérieure, sans prendre en compte le
frottement sur cette paroi verticale fictive ainsi réalisée. Pour la création de nouveaux profils,
c’est à l’utilisateur de créer des profils ayant pour extrémités des points de même cotes.
Illustration 21: Rajout de points extrêmes pour l’utilisation de LIDO

Petites îles: Pour le traitement de petites îles ayant peu d’emprise sur l’écoulement.
Lorsque le lit mineur comporte de petites îles qui n’influent pas sur le niveau de l’eau de part et
d’autre de l’île, on peut prendre un profil en travers à l’endroit de l’île en modifiant le profil tel qu’il
y ait égalité des surfaces mouillées. Ceci ne pose aucun préjudice sur la validité du
planimétrage.
Cette transformation est seulement utile lorsque l’eau empiète sur le dessus de l’île car
le coefficient de rugosité appliqué au lit mineur sera appliqué aussi à cette surface qui a
généralement un coefficient de rugosité plus faible du fait de la présence d’obstacles tels que
de la végétation ou des arbres.
Illustration 22: Conservation de la section mouillée lors de la modification d’un profil en
travers
Délimitation du lit mineur: Il faut faire attention lors de la délimitation entre le lit mineur
et le lit majeur, car les points identifiés comme limites délimitent aussi la largeur de
l’écoulement. En choisissant un point trop proche de la rive alors que la berge du lit mineur est
creusée par un phénomène hydraulique quelconque (batillage, érosion par éboulement sous-
marin, ...), l’écoulement qui se fait en dehors de la limite verticale en rive gauche et en rive
droite est considéré comme un écoulement en lit majeur. Pour palier ce problème, il suffit
d’affecter la limite du lit mineur à un point plus à gauche pour la limite du lit mineur en rive
gauche et un point supérieur pour la limite en rive droite.
Illustration 23: Problème engendré
par une mauvaise définition des
limites du lit mineur
Illustration 23bis: Correction à
apporter à la limite rive gauche du lit
mineur

Vigilance vis à vis des dépressions en lit majeur: Lorsqu’on a un lit majeur en
dépression et qu’on veut simuler une crue non débordante, il faut faire attention de combler les
cuvettes car LIDO n’est pas un code de calcul à débordement progressif, il met la même cote
d’eau dans tout le profil en travers, en lit mineur comme en lit majeur. Donc, il faut modifier le
profil en lit majeur pour une crue non débordante en ne laissant la possibilité qu’au lit mineur de
se remplir.
Illustration 24: Dans le cas d’une crue non débordante, le lit mineur se remplit, mais la
cuvette aussi, ce qui n’est pas représentatif de la réalité.
Illustration 24bis: Dans le cas d’une crue non débordante, le lit majeur doit être modifié,
comme suit, tant qu’il n’y a pas débordement.

6.3. Définition d'un bief
Un bief est une partie uniforme et homogène de rivière du point de vue de sa géométrie,
et donc des écoulements. Il est déterminé a minima par un profil en travers à son extrémité
amont et un profil en travers à son extrémité aval. Entre ces profils, d’autres peuvent être
insérés pour représenter plus précisément la rivière ou diverses singularités géométriques. Il
comporte une pente sensiblement constante et peu de variation de sa section mouillée. Pour
caractériser une rivière, on la découpe généralement en plusieurs biefs représentant les
diverses caractéristiques de celle-ci.
Nota: le bief est une notion de modélisation qui ne recouvre pas strictement la notion physique
de bief de rivière canalisée.
Chaque profil caractérise un bief et se distingue par son abscisse curviligne. L’abscisse
curviligne d’un profil est l’abscisse curviligne ajoutée à la mesure algébrique de l’arc le reliant
au profil le plus à l’amont sur un axe choisi.
Dans le chapitre I.5.2, on a défini la géométrie de la rivière à l’aide de profils en travers.
On doit aussi repérer ces profils les uns par rapport aux autres. Pour cela, on détermine un
axe d’écoulement privilégié, et dans le cas de ramifications, à chaque branche on détermine un
nouvel axe avec une origine locale.
On affecte une abscisse curviligne quelconque au premier profil amont de l’axe
d’écoulement privilégié, généralement 0.0, et chaque profil suivant aura pour abscisse
curviligne la mesure algébrique de l’arc le reliant au premier profil de cet axe.
Illustration 25: Affectation des
abscisses curvilignes pour un
écoulement en lit mineur
Illustration 25bis: Affectation
des abscisses curvilignes
suivant l’écoulement en lit
mineur ou majeur

Dans le cas de ramifications (confluence, défluence ou mailles) on choisit un axe
privilégié, et on procède comme précédemment. A chaque ramification, on crée un nouvel axe
avec une abscisse d’origine supérieure à toutes les autres abscisses curvilignes entrées
précédemment, et ainsi de suite pour chaque nouvelle ramification.
Attention: deux biefs ne peuvent avoir des profils avec des abscisses curvilignes
superposées.
Illustration 26 et 26bis: Affectation des abscisses curvilignes des profils suivant la
constitution du réseau
On rajoute à l’abscisse d’origine
du bief 4 (noté sur le croquis
P1-4), une valeur telle que
l’abscisse résultante est
supérieure à l’abscisse
curviligne du profil le plus à
l’aval du chemin privilégié (noté
sur le croquis P2-3).
Pour cet exemple, le chemin
préférentiel est le chemin Bief 1, Bief 2,
Bief 3. Les abscisses curvilignes sont
renseignées de la même façon que
pour une rivière sans réseau. Pour les
biefs qui sont greffés sur ce tronçon de
trois biefs, on rajoute une valeur
quelconque, ici 2000 pour le Bief 4 et
3000 pour le Bief 5 [on prend 3000, car
la longueur du Bief 4 n’excède pas 1000
m].

6.4. Description schématique d’un réseau
Un réseau est décrit par plusieurs parties homogènes de rivières, appelées «biefs»,
qui sont reliées entre elles par des «noeuds» et qui comportent des extrémités libres
nommées «limites libres».
Illustration 27: Représentation d’une rivière définie en réseau
Un nombre (identifiant) est affecté à chaque extrémité de bief. Chaque noeud créé relie
les extrémités de biefs en adressant ces nombres. Toutes les extrémités de biefs connectées
à un noeud ont des conditions hydrauliques déterminées par:
• l’égalité des cotes
• la conservation des débits
Pour le premier noeud regroupant les profils P2, P3 et P7, on obtient alors:
Z profil2 =Z profil3 =Z profil7
et
Q profil2 + Q profil3 + Q profil7 = 0
Voir aussi la notice théorique au paragraphe «Traitement des noeuds» page 13
Les autres extrémités sont dites libres, et leurs conditions hydrauliques sont laissées à
l’entière discrétion du modélisateur.

Ces conditions impliquent une attention particulière de la part de l’utilisateur. En effet,
l’égalité des cotes aux noeuds sous-entend la proximité des profils en travers impliqués par les
noeuds. On préconise une distance de l’ordre du mètre entre deux profils en travers formant
un noeud.
Illustration 28: Problème de convergence pour une importante distance entre bief
Pour l’éviter, il suffit d’insérer un profil (copie du dernier profil du bief amont) pour qu’il
devienne le profil origine du bief raccordé au bief amont.
Illustration 28bis: Résolution du problème de convergence

7. Présentation des données hydrauliques
Il faut connaître toutes les conditions hydrauliques relatives à l’étude: les conditions
hydrauliques aux limites libres et aux endroits d’apports/soutirages ainsi que les pertes de
charges singulières.
7.1. Conditions hydrauliques nécessaires
Pour un calcul en régime permanent; on doit connaître:
• le débit amont
• la cote aval
Puis, pour un calcul en régime non permanent ou transitoire; on doit connaître:
• à l’amont: le débit en fonction du temps (ou une cote en fonction du temps,
mais cela n’est pas recommandé)
• à l’aval: la cote aval en fonction du temps ou une courbe de tarage, c’est-à-
dire le débit en fonction de la cote
Remarque: Pour un calcul en régime non permanent, pour l’intervalle de temps sur lequel
l’utilisateur effectue une simulation, les conditions hydrauliques amont et aval doivent être
renseignées.
Avertissement: Les conditions hydrauliques du régime non permanent doivent être égales à
celles du régime permanent à partir du temps initial pendant quelques pas de temps pour
éviter une fluctuation au début de la ligne d’eau résultat (lors du calcul, LIDO interpole les
points de la ligne d’eau initiale avec les conditions hydrauliques). Si les conditions hydrauliques
sont différentes, cela engendre une fluctuation non représentative de la réalité, de commencer
avec les mêmes conditions que celles du régime permanent permet de stabiliser le calcul et
d’obtenir une meilleure qualité de résolution de la ligne d’eau résultat en régime non permanent.
7.2. Pertes de charge singulières
Dans l’équation dynamique, le terme J représente les pertes de charge dites
régulières, résultant du frottement sur le fond de la rivière et sur les berges. Ces pertes de
charge régulières sont définies par le coefficient de Strickler.
Des pertes de charge plus localisées, dites singulières (ou pertes de charge à la
Borda), peuvent se produire en présence d’obstacle, de variations brusques de sections ou de
confluents. Elles sont modélisées à l’aide d’un terme Js, s’ajoutant à J, égal à:
( )J
g
V Vs j j i i= −ξ β β1
21
2
pour un élargissement (l’indice j
désignant la section amont et i la
section aval)
J
g
Vs j j= ξ β2
21
2
pour un obstacle situé immédiatement
à l’aval de la section j

β est le coefficient de répartition des vitesses, ξ1 et ξ2 sont les coefficients de perte de
charge. La valeur de ξ1 a été imposée dans LIDO à la suite d’études bibliographiques
(constante égale à 0.3), valable pour des élargissements progressifs (Voir la notice théorique
au paragraphe «Pertes de charges singulières» page 14). Pour la valeur de ξ2 c’est à
l’utilisateur de la renseigner pour indiquer la perte de charge occasionnée par un obstacle.
La valeur de ξ2 est au choix de l’utilisateur. Une perte de charge singulière modélisée
au moyen de ξ2 devra être introduite aussi souvent que nécessaire, c’est-à-dire chaque fois
qu’elle ne résulte pas d’un élargissement progressif. Cette perte de charge est à indiquer, en
écoulement fluvial, à la section juste à l’aval de la perte de charge (l’aval influençant l’amont).
Une perte de charge ainsi indiquée à la section aval va augmenter la charge calculée à
l’endroit de la singularité géométrique.
Remarque: les pertes de charge singulières prisent en compte sont affectées à la section de
calcul amont la plus proche. Pour affiner le calcul, il est conseillé de faire coïncider les
abscisses des pertes de charge singulières avec celles de sections de calcul.
Illustration 29: Exhaussement de la ligne d’eau suite à une perte de charge
Cette perte de charge ξ2 est généralement difficile à définir avec précision, même par
extrapolation à partir des abaques existant pour les écoulements en charge. Elle est de l’ordre
de: 0.1<ξ2<2. Au delà de ξ2 = 2, la perte de charge singulière à introduire n’est sans doute pas
de type «Borda», et il faut envisager une loi d’évacuateur de débit (singularité de type seuil,
orifice, déversoir, etc.)
7.3. Apports et soutirages latéraux
Sur un bief, des apports et/ou des soutirages provenant de cours d’eau, de rejets ou de
prises d’eau non modélisés, peuvent être pris en compte.
Ils sont caractérisés par les conditions hydrauliques suivantes: un hydrogramme Q(t);
un limnigramme Z(t) ou une courbe de tarage Q(Z), et peuvent être appliqués autant en régime
permanent qu’en régime non permanent. Ces apports/soutirages sont latéraux et sont
déterminés à une abscisse donnée car ils sont supposés ponctuels.
Cette modélisation des apports est valable plutôt dans le cas d’apports «diffus» où la
quantité de mouvement relative est de toute façon négligeable vis-à-vis de celle de
l’écoulement principal. Dans les autres situations, il est préférable d’introduire explicitement un
bief représentant l’apport et la perte de charge liée à la confluence.

Remarque: Les apports/soutirages pouvant être définis par un coefficient de
proportionnalité par rapport à une loi hydraulique, on peut définir une loi telle qu’un
hydrogramme, un limnigramme ou une courbe de tarage (en régime d’écoulement non
permanent) sur laquelle on se base pour créer des apports/soutirages.
Illustration 30: Visualisation des lois hydrauliques
0
10
20
30
0 2000 4000 6000 8000
Loi hydraulique Q(t) de référence
Loi d’apport proportionnelle Q(t)
apport (coefficient 0.25)
0
10
20
30
0 2000 4000 6000 8000
Les formules, pour la prise en compte des apports/soutirages, se trouvent dans la
notice théorique au paragraphe «Traitement des apports» page 12
8. Modélisation des singularités
Les singularités les plus fréquemment rencontrées sont des seuils ou des barrages
de régulation. Ce problème sera traité dans le cas le plus général, en appelant singularité toute
section de la rivière où les équations de Saint-Venant ne sont pas appliquées. Pour mener à
bien les calculs de la ligne d’eau, de nouvelles équations (relations de transfert) définissant les
lois de singularités à traiter seront mises en place.
On suppose toujours qu’une singularité est située entre deux sections de calcul. On
aura toujours égalité des débits entre la section amont et la section aval à la singularité sauf en
régime non permanent où un léger biais apparaîtra, mais ce biais est négligeable si la distance
entre les deux sections de calcul est «raisonnable».
L’équation dynamique est spécifique à chaque type de singularité (Voir la notice
théorique au paragraphe «Singularités» page 15).
Q
t
Q
t

8.1. Description géométrique d’une singularité
Du point de vue géométrique, les singularités doivent être décrites finement, c’est à dire
encadrées par des profils de manière à correspondre le plus précisément possible à la réalité.
Pour cela, il faut encadrer la singularité par un profil juste à l’amont et par un profil juste à l’aval
de celle-ci .
Illustration 31: Caractéristiques d’un seuil quelconque en rivière
Illustration 32: Implantation de deux profils (P amont et P aval) et deux autres profils
(P1 et P2) pour décrire au mieux la singularité
Illustration 32bis: Avec seulement un profil au centre de la singularité, la modélisation
n’est pas tout à fait correcte

Pour affiner au mieux l’écoulement au niveau de la singularité, on utilise les lois de
singularités traitées par LIDO, qui dépendent de conditions hydrauliques connues par
l’utilisateur, décrites dans le paragraphe suivant. Dans le cas d’une connaissance insuffisante
au niveau des conditions hydrauliques, on peut appliquer une perte de charge locale
correspondant à une ligne d’eau connue à cet endroit (cf. I.7.2), en vérifiant la gamme de
débits pour laquelle cette perte de charge à la Borda reste représentative de la perte de charge
liée au coefficient de débit du seuil.
8.2. Singularités types
Le code traite six types de singularités dont trois en régime non permanent uniquement.
Pour chaque singularité, on définit un tableau de valeurs avec un minimum de deux
données et un maximum de vingt données.
8.2.1. Seuil dénoyé
La singularité est définie par la loi Z amont = f(Q), ce qui caractérise un seuil dénoyé, car
le niveau aval n’influence pas le niveau amont. Elle est utilisable autant en régime permanent
que non permanent. Pour ce type de singularité, on doit renseigner la cote moyenne de la crête
du seuil et les conditions hydrauliques connues au niveau du seuil.
Illustration 33: Ecoulement au dessus d’un seuil dénoyé
seuil dénoyé: le débit Qd ne dépend que de la cote amont
( )Q Q mL g Z Zd amont= = −2 0
3
2
m: coefficient de débit
L: largeur du seuil en mètre
On doit définir pour un débit de référence, une cote amont de référence.

8.2.2. Seuil noyé
La singularité est définie par la loi Z amont = f(Z aval, Q), ce qui caractérise un seuil noyé,
car le niveau aval influence le niveau amont. Elle est utilisable autant en régime permanent que
non permanent.
Pour ce type de singularité, on doit renseigner la cote moyenne de la crête du seuil et
les conditions hydrauliques connues au niveau du seuil.
Illustration 34: Ecoulement au dessus d’un seuil noyé
seuil noyé: le débit Qn est influencé par la cote aval
Illustration 34bis: Photo d’un
écoulement au dessus de seuils
La loi de singularité se détermine en ayant, pour un débit de référence (connu) et deux
cotes aval de référence (connues), les deux cotes amont correspondantes caractérisant ainsi
la loi de singularité.
Deux cas de figure se présentent:
• On est en régime d’écoulement dénoyé et on passe en écoulement noyé, on
applique alors la formule:
Q Qd= vu précédemment, puis lorsque le régime passe en noyé, dès que
R
Z Z
Z Z
Raval
amont
=
−
−
〉
0
0
0 , on obtient Q Q CQn d= = avec la fonction parabolique:
k R R R k k R( ) ( ) ( )= − + − = =25 40 15 1 0 12
0
où Ro=0.8 dans la version de LIDO
• On est en régime d’écoulement noyé et on applique la formule:
Q Q CQn d= = avec C: coefficient noyé/dénoyé tel que C k
Z Z
Z Z
aval
amont
=
−
−






0
0
et k à
définir grâce à la formule au-dessus.

8.2.3. Seuil standard défini par sa géométrie
Cette singularité est décrite par sa géométrie et son coefficient de débit. Elle est
utilisable autant en régime permanent qu’en non permanent.
Pour ce type de singularité, on doit renseigner la cote moyenne de la crête du seuil, son
coefficient de débit et décrire la crête du seuil avec ses coordonnées en X et en Z avec un
maximum de vingt coordonnées en X et en Z.
La loi appliquée en écoulement dénoyé est la loi des déversoirs:
( )Q m g L Z Zk amont k
k
= −∑2
3 2
où L k est la largeur d’un élément de la crête du seuil de cote Z k, et m le coefficient de débit.
En écoulement noyé, la correction appliquée est identique à celle définie pour le
passage du seuil d’un écoulement dénoyé en écoulement noyé.
Attention, en définissant la crête du seuil, cela définit la largeur d’écoulement de la
rivière à cet endroit.
Si le profil à l’amont de cette singularité à une largeur d’écoulement importante et que
l’on décrit le seuil avec une largeur faible, cela va provoquer un rétrécissement de
l’écoulement. Il faut donc bien décrire la crête du seuil.
Par contre l’écoulement est délimité en largeur, c’est à dire que ses parois sont
verticales.
Illustration 35: Caractérisation
incorrecte du seuil géométrique
Illustration 35bis: Caractérisation
correcte du seuil géométrique

8.2.4. Limnigramme amont
Cette singularité définie par une loi H amont = f(t) correspond à un limnigramme à l’amont
de la singularité, et n’est utilisable qu’en régime non permanent.
Pour ce type de singularité, on doit renseigner la variation maximum de la cote pendant
un pas de temps (cf. page 44 intitulé: «Variables temporelles») et décrire la hauteur en fonction
du temps.
Illustration 36: Limnigramme amont définissant la singularité
Illustration 37: Echelle limnimétrique permettant de mesurer la cote d’eau à un temps
donné

8.2.5. Courbe de tarage amont
Cette singularité est définie par une loi Q = f(H amont), qui peut correspondre à une loi de
micro centrale ou de barrage mobile à l’amont de la singularité. Elle n’est utilisable qu’en
régime non permanent.
Pour définir cette singularité, il suffit de connaître la courbe de tarage. On doit donc
entrer les coordonnées H de la courbe (deux minimum et vingt maximum) avec les débits
correspondants.
Illustration 38: A l’amont de barrages, on connaît très souvent la courbe de tarage
8.2.6. Courbe de tarage aval
Cette singularité est définie par une loi Q = f(H aval), et n’est utilisable qu’en régime
non permanent.
Pour définir cette singularité, il suffit de connaître la courbe de tarage, on doit donc
entrer les coordonnées H de la courbe (deux minimum et vingt maximum) avec les débits
correspondants. Le principe de paramètrage est en tout point identique à la définition d’une
singularité définie par une courbe de tarage amont.
Illustration 39: Courbe de tarage aval définissant la singularité

9. Présentation des données générales relatives au calcul
9.1. Sections de calcul
Les sections de calcul sont des sections en travers où le code numérique va calculer la
cote d’eau. Elles servent uniquement à raffiner le maillage entre les profils. Ces sections de
calcul sont des profils virtuels sur lesquels se font les calculs de cote d’eau en interpolant le
planimétrage des profils en travers définis par l’utilisateur.
Pour la rugosité des lits, les coefficients de Strickler des sections de calcul sont déduits
par interpolation en escalier: le code LIDO affecte aux sections de calcul comprises entre deux
profils les coefficients de rugosité du lit mineur et du lit majeur du profil amont.
L’équation de la ligne d’eau entre deux sections de calcul est discrétisée à partir des
équations de Saint Venant. Ainsi, LIDO affecte le débit de l’amont vers l’aval à toutes les
sections de calcul, puis il remonte l’information en cote de l’aval vers l’amont en renseignant la
cote pour chacune des sections de calcul. Pour des changements de géométrie (singularités),
plus le nombre de sections de calcul est important à ces endroits, meilleur sera la ligne d’eau
résultat car LIDO effectue le calcul pour chacune des sections (Voir la notice théorique au
paragraphe «Ecoulement permanent dans un bief» page 18).
L’utilisateur a le choix entre:
• utiliser les profils en travers seuls comme sections de calcul (pour des biefs
homogènes ayant des profils proches et sans singularité quelconque),
• donner un nombre de sections de calcul entre chaque couple de deux profils
appartenant au même bief, les sections de calcul seront alors celles définies entre
les profils (équidistantes les unes des autres) ainsi que les profils qui auront servi à
définir les couples (le plus conseillé dès que l’étude contient des singularités, des
changements de pente donc des possibilités de passage local en régime torrentiel).
Illustration 40: Points de calcul obtenus pour les deux types de choix de sections de
calcul

LIDO accepte des passages locaux en torrentiels. Il conserve la cote critique tant que le
nombre de Froude qu’il calcule est supérieur à 1. Dès qu’il devient inférieur, il recalcule la cote
de la ligne d’eau. (Z c est maintenu tant que Z n<Z c)
Si le calcul détecte un changement de régime (passage d’un régime fluvial à un régime
torrentiel), lors du passage à la section de calcul amont, LIDO impose en ce point la solution
critique, et ce jusqu'à retrouver une solution amont fluvial. Le maillage doit être suffisamment
fin dans cette zone pour tomber effectivement sur le point de passage en critique ou tout au
moins sur un point suffisamment proche.
Illustration 41: Passage local en torrentiel à l’aval d’un seuil
Illustration 42: Passage local en torrentiel dû à un changement de pente
Remarques pour les réseaux maillés:
• Pour ce cas très spécifique en régime permanent, le code de calcul converge par
itération, ce qui peut engendrer quelques variations de débit dans les résultats.
• L’utilisateur doit définir avec soin les sections de calcul. En effet, si l’utilisateur met
un nombre de sections de calcul entre deux profils non consécutifs, qui englobent
une maille, la répartition de débits sera incorrecte car les biefs ne sont pas
différenciés par les sections de calcul. Il est donc important, lors de la définition des
sections de calcul, de choisir la deuxième option permettant de donner un nombre
de sections de calcul entre chaque couple de deux profils appartenant au
même bief.

Remarques:
• En règle générale, il est recommandé de choisir un pas d’espace (distance entre
deux sections de calcul) de l’ordre de la largeur du bief étudié pour des tronçons
homogènes, et de raffiner le maillage au voisinage de singularités afin d’obtenir une
meilleure précision sur le résultat du calcul de la ligne d’eau.
Exemple ci-dessous:
• Diminuer le pas d’espace revient à lisser la solution.
9.2. Planimétrage
Le planimétrage est le découpage d’une surface en tranches horizontales égales. Le
code de calcul LIDO effectue un planimétrage des profils et la géométrie des sections de
calcul définies précédemment est déduite de celle des profils par interpolation de la manière
suivante:
Dans un premier temps, les profils en travers sont planimétrés, à savoir que
l’utilisateur entre une valeur théorique de hauteur maximale d’eau qu’il pense trouver
dans le profil et le code planimètre le profil en partant de la cote minimale de celui-ci
(cote Zref) et effectue une incrémentation jusqu'à la hauteur supposée par l’utilisateur.
Le code calcule pour chaque profil: sa largeur au miroir B1, son périmètre mouillé P, sa
surface mouillée S et son rayon hydraulique Rh des lits mineur et majeur; ainsi que la
largeur au miroir et la surface mouillée de la zone de stockage du profil.
Dans un second temps, le code détermine les caractéristiques des sections de calcul
à partir des profils en travers par interpolation linéaire: interpolation des variables entre
les profils amont et aval d’une part (interpolation horizontale) et interpolation entre deux
pas successifs du planimétrage (interpolation verticale).
Les exemples ci-après montrent la transformation d’un profil en fonctions hydrauliques
(exemple du rayon hydraulique) utilisables par LIDO pour un pas de planimétrage de 0.1 m
puis de 1 m.

Illustration 43: Exemple avec un pas de 0.1 m
Illustration 44: Exemple avec un pas de 1 m
Il est important d’avoir le plus petit pas de planimétrage pour représenter au mieux les
profils en lois hydrauliques tout en ayant une hauteur d’eau maximale supérieure à la hauteur
d’eau réelle transitant dans les profils.
Les profils ayant été planimétrés, LIDO effectue un planimétrage sur le profil en long
afin de pouvoir traiter avec suffisamment de précision les biefs où les profondeurs d’eau ne
sont pas homogènes. Par exemple, pour un bief ayant une retenue d’eau (exemple ci-
dessous), il est possible d’entrer plusieurs valeurs de hauteur d’eau maximale, chaque valeur
étant relative à un tronçon délimité par les profils en travers.
Illustration 45: Découpage d’un bief pour différents pas de planimétrage

9.3. Ligne d’eau initiale du régime non permanent
Pour faire ensuite un calcul en régime non permanent à partir des données du régime
permanent précédent, on utilise la ligne d’eau résultat comme ligne d’eau initiale. C’est-à-dire
que les conditions hydrauliques de départ de la simulation en régime non permanent sont
basées sur cette ligne d’eau. Ensuite, les conditions hydrauliques du régime non
permanent permettent de déterminer la ligne d’eau résultat du calcul en régime non
permanent.
Illustration 46: Le schéma ci-dessous concrétise cet aspect de ligne d’eau initiale dont
se sert LIDO pour calculer la ligne d’eau résultant du régime non permanent:
Temps t
dt
constant
Ligne d'eau
initiale
x Abscisse curviligne
dx
Condition limite aval
Q(Z) ou Z(t)
Condition limite
amont Q(t) ou Z(t)
variable
x0
Q0
Z0
x1
Q1
Z1
xn
Qn
Zn
ti
ti+dt
ti+mdt
l'information amont
"descend" et
renseigne une
partie de la ligne
d'eau résultat
tf Fin du calcul
Le logiciel effectue un double balayage en distribuant l’information de l’amont vers
l’aval puis en remontant de l’aval vers l’amont (ou en effectuant le balayage inverse).
A chaque temps ti+mdt, LIDO détermine une partie des équations de Saint Venant pour
le premier balayage, en interpolant les trois ‘’points’’ autour, puis résolve les équations avec le
deuxième balayage. Cette méthode de double balayage est stable pour un hydrogramme
amont, par contre avec un limnigramme amont et un limnigramme aval, certaines fluctuations
de la ligne d’eau résultat peuvent apparaître car le logiciel utilise des différentielles pour
résoudre les équations ce qui entraîne une légère imprécision.
Important: Les conditions limites amont et aval doivent dépasser la plage définie par les
conditions au temps initial et au temps final.
Nota: Cette ligne d’eau initiale est primordiale à toute simulation en régime non permanent car
elle initialise les paramètres hydrauliques du régime non permanent.

9.4. Variables temporelles pour le régime non permanent
Les variables temporelles sont, par définition, seulement utiles lors d’un calcul en
régime non permanent.
En effet, la valeur du pas de temps (comprise entre la valeur du temps initial et du
temps final) permet d’avoir des résultats à des temps différents, donc de voir l’évolution de la
ligne d’eau dans le temps.
L’utilisateur doit définir quatre variables caractérisant la plage de temps sur laquelle le
calcul va s’effectuer. Ces variables sont exprimées en secondes et se définissent comme suit:
• le temps initial: date de début de simulation
• le temps final: date d’arrêt de la simulation
• le pas de temps de calcul: le code LIDO effectue un calcul de la ligne d’eau pour
chaque pas de temps suivant le temps initial et s’arrête au temps final ou juste avant
si: (temps final - temps initial)/(pas de temps de calcul) n’est pas un entier.
Remarque: le pas de temps de calcul est lié à la stabilité du calcul énoncé page
suivante.
• le temps d’impression: multiple du pas de temps de calcul permettant d’obtenir
dans le fichier résultat seulement les temps d’impressions donnés par l’utilisateur
Remarque: Le pas de temps d’impression sert à limiter la taille du fichier résultat.
Dans le fichier résultat, on aura donc un résultat du calcul de la ligne d’eau pour les
temps de calcul suivants:
⇒ Le premier résultat de calcul est obtenu au temps initial (temps du début du calcul)
⇒ Les temps de calcul suivants seront égaux au temps initial incrémenté d’un pas de
temps d’impression.
⇒ Le calcul se termine lorsque le temps de calcul est égal au temps final (fin du calcul)
ou juste avant si le temps de calcul plus un pas de temps d’impression est supérieur
au temps final.
Pour pouvoir décrire les conditions limites dans leur totalité, on doit avoir comme
variables temporelles:
t initial = premier temps des conditions limites
t final = dernier temps des conditions limites.
Attention: la création des variables temporelles est en relation avec la création des lois de
conditions aux limites.
On doit avoir:
t initial des conditions aux limites ≤ t initial des variables temporelles
t final des conditions aux limites ≥ t final des variables temporelles.

Diffusivité numérique du calcul:
La stabilité du schéma numérique est conditionnée par le fait que la propagation
numérique de l’information ne doit pas être supérieure à la propagation physique de
l’information. Ceci se traduit par une relation adimensionnelle, connue sous le nom de
condition de courant (FRIEDRICHS-LEVY):
C u
t
x
=





 ≤
∆
∆
1
u(m/s) célérité moyenne dans le domaine: u V gh= +
∆t(s) pas de temps et ∆x(m) pas d’espace
Pour minimiser la diffusion artificielle, il convient de choisir un pas de temps le plus
proche possible de celui qui est donné par la condition de stabilité.
Procédure:
Le premier point à fixer est le pas d’espace ∆x, qui doit être choisi de façon à décrire
fidèlement la géométrie de la rivière et à définir avec assez de précision les lignes d’eau. Ce
pas étant choisi, il convient de définir le pas de temps ∆t autorisé par la condition de stabilité
énoncée ci-dessus.
C’est l’échelle des temps imposée par le calcul numérique, mais il convient de garder à
l’esprit que le phénomène physique peut avoir une autre échelle des temps, c’est à dire des
variations non significatives pendant cet intervalle de temps ∆t, et donc il peut être nécessaire
d’adapter en conséquence la discrétisation.
Les méthodes de calcul sont à «pas libre». L’erreur de discrétisation sera d’autant plus
grande que ∆x sera important. L’expérience a montré que choisir ∆x égal à quelques largeurs
de rivière permettait d’avoir dans la majorité des cas une bonne solution pour un coût de calcul
raisonnable. Le pas doit être resserré au voisinage des singularités et des endroits où la
géométrie ou la ligne d’eau connaissent de rapides variations spatiales.
Remarque: Lorsque le pas d’espace est augmenté, il faut veiller à augmenter le nombre de
pas de temps pour assurer un nombre de courant moyen de l’ordre de 1.

10. Résultats et exploitations des simulations
Obtention des résultats: Après avoir effectué une simulation, l’utilisateur peut exporter
la ligne d’eau résultat ainsi que les données hydrauliques à chaque sections de calcul dans un
fichier de format standard (de type TXT par exemple). Ces données sont en colonne, dans le
sens des abscisses curvilignes croissantes. Il y a 16 colonnes, en allant de la gauche vers la
droite, et chaque ligne correspond à une section de calcul identifiée par son numéro:
I: numéro de la section de calcul
X: abscisse curviligne en mètre (m)
Z: cote de l’eau en mètre (m)
Y: tirant d’eau (ou hauteur d’eau) en mètre (m)
S1: surface mouillée du lit mineur en mètre carré (m2
)
S2: surface mouillée du lit majeur en mètre carré (m2
)
R1: rayon hydraulique du lit mineur en mètre (m)
R2: rayon hydraulique du lit majeur en mètre (m)
B1: largeur au miroir en mètre (m)
VMIN: vitesse moyenne dans le lit mineur en mètre carré par seconde (m2
/s)
VMAJ: vitesse moyenne dans le lit majeur en mètre carré par seconde (m2
/s)
Q: débit total transitant en mètre cube par seconde (m3
/s)
FROUDE: nombre de froude sans dimension
QMIN: débit transitant dans le lit mineur en mètre cube par seconde (m3
/s)
QMAJ: débit transitant dans le lit majeur en mètre cube par seconde (m3
/s)
CHARGE: charge hydraulique en mètre (m)
L’utilisateur peut visualiser les différents paramètres précédemment cités. Cette
visualisation est possible sur le profil en long de tous les biefs déterminés par l’utilisateur. Les
données nécessaires au calage (laisses de crue) sont visibles sur le profil en long et peuvent
être modifiées après l’exécution du calcul sans pour autant relancer un calcul. Pour la
visualisation du profil en long, on a la possibilité d’exporter les données à un format standard
(de type TXT).
Une visualisation de la ligne d’eau est aussi possible dans les profils en travers.
Pour une simulation en régime non permanent, on a la possibilité de faire défiler les pas
de temps dans la fenêtre de visualisation du profil en long et des profils en travers.

Exploitations des résultats: La modélisation numérique finie, l’utilisateur n’a pas
terminé son étude, loin de là. Il reste tout un travail d’exploitation qui n’est pas le plus rapide et
le plus facile. L’utilisateur peut effectuer des comparaisons d’aménagements grâce aux
importations possibles de différentes lignes d’eau résultat grâce au logiciel. Les données sont
aussi exportables par les fenêtres de visualisation et vont lui permettre d’identifier certaines
zones caractéristiques de part les valeurs obtenues dans les paramètres hydrauliques:
• La cote de l’eau (Z) permet de déterminer de proche en proche le profil en long de la ligne
d’eau.
• Le tirant d’eau (ou hauteur d’eau) (Y) permet de définir le mouillage de navigation.
• La surface mouillée du lit mineur (S1) permet de déterminer l’impact d’aménagement en lit
mineur.
• La largeur au miroir (B1) permet de définir la largeur au miroir du champ d’expansion d’une
crue lors de débordement.
• La vitesse moyenne dans le lit mineur (VMIN) permet de déterminer les endroits
susceptibles d’être érodés ou d’apprécier la gêne à la navigation, (voire dégradés
dangereusement puisque la vitesse n’est qu’une vitesse moyenne).
Le batillage dû au passage de bateaux
engendre des érosions de berges qui peuvent
être importantes
• Le débit total transitant (Q) permet de vérifier les hypothèses de calcul.
• Le nombre de froude (FROUDE) permet de déterminer les passages en torrentiel acceptés
par le code, valeur égale à 1.
• Le débit transitant dans le lit mineur (QMIN) permet de déterminer le débit maximum
pouvant transiter dans la section pour le cas de débordement, s’il n’y a pas de singularité
alentour.
• Le débit transitant dans le lit majeur (QMAJ) permet de connaître la quantité de débit évacué
par débordement.
• La charge hydraulique (CHARGE) permet de déterminer ou de vérifier la prise en compte de
pertes de charge.
⇒ Le rayon hydraulique du lit mineur (R1), la surface mouillée du lit majeur (S2), le rayon
hydraulique du lit majeur (R2) et la vitesse moyenne dans le lit majeur (VMAJ) sont des
paramètres de calcul dont l’interprétation pratique fournit peu d’informations pertinentes.

11. Glossaire
Abscisse curviligne: L’abscisse curviligne d’un profil en travers ou d’une section de calcul
correspond à l’abscisse curviligne d’un profil identifié ajoutée à la mesure algébrique de l’arc le
reliant à ce profil identifié sur un axe choisi.
Bief: Un bief est un tronçon hydrographique (portion de cours d’eau) homogène du point de
vue hydraulique. Dans le cadre d’une modélisation hydraulique, on associe à un bief, des
sections de calcul localisées par leur abscisse relative à l’axe d’écoulement.
Confluence:Lieu de convergence de deux ou plusieurs cours d’eau, bras ou canaux.
Courbe de tarage: Une courbe de tarage est une loi hydraulique entre le débit et la cote d’un
cours d’eau à un endroit donné, notée Q(Z).
Débitance: Elle représente une loi fonction de la profondeur, dépendant du coefficient de
Strickler, de la section mouillée et du rayon hydraulique à la puissance 2/3.
Défluence:Lieu de divergence de deux ou plusieurs cours d’eau, bras ou canaux.
Dénoyé: Caractéristique d’un seuil. L’écoulement au passage d’un seuil est dit dénoyé lorsque
le niveau d’eau aval n’influence pas le niveau amont.
Ecoulement non permanent: Un écoulement non permanent est a contrario de l’écoulement
permanent un écoulement dont les paramètres varient en fonction du temps (crues,
sassées,...)
Ecoulement permanent: Un écoulement permanent est un écoulement dont les paramètres
ne varient pas en fonction du temps (un écoulement permanent peut être graduellement varié).
Hauteur normale: La hauteur normale est la hauteur d’eau pour un écoulement en régime
permanent et uniforme. Elle est déterminée par la formule de débit Q=US.
Hydrogramme: Un hydrogramme représente, à un endroit donné, une loi hydraulique reliant le
débit d’un cours en fonction du temps, notée Q(t).
Laisse de crue: Une laisse de crue est une trace faite lors d’une crue qu’un géomètre est
venu lever pour la répertorier en coordonnées géoréférencées.
Ligne de charge: La ligne de charge, ou ligne d’énergie, est égale à la somme de la hauteur
piézométrique (représentant le niveau de l’eau) et de la hauteur cinétique (représentant
l’énergie cinétique de l’écoulement).
Limite libre:Terme employé lors de modélisation. Elle caractérise un point du domaine auquel
le code ne peut appliquer les équations du modèle. C’est à l’utilisateur de renseigner cette
limite pour la bonne exécution du calcul.
Limnigramme: Un limnigramme représente, à un endroit donné, une loi hydraulique reliant la
cote d’eau en fonction du temps, notée Z(t).
Lit majeur: Le lit majeur est l’emprise d’écoulement considérée comme maximum en période
de crue.

Lit mineur: Les limites de son emprise d’écoulement correspondent à une crue de plein bord,
c’est à dire à la limite du débordement. Ces limites peuvent être considérées comme une
localisation moyenne des berges ou rives.
Maille: Un cours d’eau forme une maille lorsqu’il se sépare en deux bras et que ces deux bras
se raccordent pour reformer la rivière. En partant de l’aval, on a donc plusieurs chemins
possible pour remonter vers l’amont.
Méandre: Un méandre est la sinuosité d’un cours d’eau due à sa pente très faible.
Noeud: Un noeud correspond à la liaison de deux ou plusieurs biefs. Pour une modélisation
hydraulique, on doit avoir égalité en cotes et en débits à chacun des noeuds du système.
Noyé: Caractéristique d’un seuil. L’écoulement au passage d’un seuil est dit noyé lorsque le
niveau d’eau aval influence le niveau amont.
Pas de temps de calcul: Le pas de temps est une durée élémentaire qui permet de
décomposer une durée en intervalle régulier servant au calcul de la ligne d’eau lors d’un régime
d’écoulement non permanent.
Perte de charge: Les forces dues au frottement font apparaître une dissipation de l’énergie.
Celle-ci est définie comme étant une perte de charge. On a des pertes de charge pour chaque
élément topographique perturbant l’écoulement de la rivière tel que les singularités. Elle
provoque une perturbation qui se propage vers l’amont. Une perte de charge est singulière et
de type Borda.
Planimétrage: Découpage d’une surface en tranches horizontales. Cette fonction est
spécifique au code de calcul, elle sert uniquement à transformer les profils entrés par
l’utilisateur en données hydrauliques soient la largeur au miroir, le périmètre mouillé du profil, la
section mouillée du profil et son rayon hydraulique.
Plein bord: Ce terme s’applique seulement pour les crues. Une crue de plein bord est une
crue qui déborde légèrement de son lit mineur. Ce type de crue est utilisé pour le calage du lit
mineur.
Profil en travers: Un profil en travers est un profil selon une coupe orthogonale à l’axe
principal de la rivière.
Régime d’écoulement torrentiel: Le régime d’écoulement devient torrentiel lorsque la pente
du cours d’eau devient supérieure à la pente critique, ou lorsque la hauteur normale devient
inférieure à la hauteur critique.
Régime graduellement varié: Le régime est graduellement varié lorsque les caractéristiques
hydrauliques ne changent que très lentement d’une section à l’autre (variabilité dans l’espace).
Il a lieu pour un écoulement en régime permanent ou non permanent.
Régime uniforme: Le régime uniforme s’établit toujours pour un cours d’eau dont la pente, la
section, la rugosité et le débit sont constants. Dans ce régime, la pente de la ligne d’eau est
égale à la pente du fond de la rivière.
Rugosité:On appelle rugosité le frottement de l’eau sur le sol. Cette rugosité est définie par un
coefficient dit de Strickler qui traduit ce frottement. LIDO permet de différencier deux types de

rugosités qui sont constants sur la largeur de l’écoulement préalablement définit par
l’utilisateur.
Section de calcul: Section déduite d’un profil en travers localisée sur l’axe de bief.
Singularité: Une singularité est définie comme étant un élément perturbateur de l’écoulement.
C’est un élément physique qui modifie l’écoulement du cours d’eau (seuil, élargissement,...)
Temps d’impression: C’est le pas de temps permettant au calcul d’obtenir seulement les
résultats aux pas de temps égaux au temps initial ajouté de n pas de temps d’impression tel
que le temps final leur soit supérieur ou égal.
Temps final: Date de fin du calcul.
Temps initial: Date de début du calcul.
Zone de stockage: Une zone de stockage fait partie du lit majeur. Dans cette zone, on admet
l’hypothèse qu’aucun écoulement suivant l’axe d’écoulement de la rivière n’est pris en compte;
les vitesses sont considérées comme nulles.

12. Bibliographie
Notice de présentation du code LIDO d’écoulement filaire à surface libre en régime permanent
et non permanent, G. Rouas et C. Tournebize, notice STC.VN n°88.3, STCPMVN, Décembre
1988.
Notice d’utilisation des programmes GEOLID, LIDOP, DESLID Version 1.0 - Calcul
d’écoulements filaires à surface libre en régime permanent fluvial (avec passage possible en
régime critique) - , G. Rouas et P. Prébois, notice STC.INF n°90.5, STCPMVN, Février 1990.
Exemples d’utilisation du code LIDOP Version 1.0 (en régime permanent fluvial), G. Rouas et
P. Prébois, support de stage, STCPMVN, Mars 1990.
Notice de présentation des codes LIDO et SARA - Calcul d’écoulements filaires à surface libre
en régime permanent et non permanent fluvial, dans un bief unique et dans un réseau ramifié -
, P. Pacaud et D. Felts, notice STC.VN n°93.01, STCPMVN, Mai 1993.
Notice d’utilisation du programme LIDONP Version 1.0 - Calcul d’écoulements filaires à
surface libre en régime non permanent fluvial dans un bief unique - , P. Pacaud et A. Prébois,
notice STC.INF n°93.03, STCPMVN, Juin 1993.
Audit du modèle Aisne-Oise, A. Gautheron et A. PERCHE, STCPMVN, Août 1997.
Codes LIDO et SARA Version 1.0 Résolution des équations de Saint-Venant
monodimensionnelles - Note de validation - , J. Allard et P. Cherubini, EDF / DLNH, Mai 1989.
Codes de calcul d’écoulement à surface libre filaire LIDO, SARA et REZO Version 2.0 -
Descriptif informatique et note d’utilisation - , P. Cherubini et A. Lebosse, EDF / DLNH,
Novembre 1992.
Codes de calcul d’écoulement à surface libre filaire LIDO, SARA et REZO Version 2.0 - Note
de principe - , A. Lebosse, EDF / DLNH, Janvier 1993.
Codes de calcul d’écoulement à surface libre filaire LIDO, SARA et REZO Version 2.0 - Note
de validation - , A. Lebosse, EDF / DLNH, Août 1993.
Notice d’utilisation des codes LIDO, SARA et REZO, A. Perche, CETE Méditerranée,
Novembre 1996.
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