Guide utilisateur complet

Ce guide détaillé couvre toutes les fonctionnalités d’OpenEurOtop.

Vue d’ensemble

OpenEurOtop implémente les méthodes de calcul du manuel EurOtop 2018 :

Chapitre 5 : Franchissement par les vagues
Chapitre 6 : Run-up et run-down
Chapitre 8 : Case studies (12 études de cas)
Section 5.8 : Incertitudes et probabilités

Modules disponibles

Le package est organisé en 10 modules :

overtopping - Calculs de franchissement
run_up - Calculs de run-up
probabilistic - Analyses probabilistes
special_cases - Cas spécifiques
validation - Validation automatique
case_studies - 12 case studies EurOtop
neural_network - Infrastructure neuronale
wave_parameters - Paramètres de vagues
reduction_factors - Facteurs de réduction
constants - Constantes EurOtop

Franchissement (overtopping)

Formules principales

Formule 5.1 et 5.2 - Digues à talus :

\[\begin{split}\\frac{q}{\\sqrt{g H_{m0}^3}} = \\frac{0.023}{\\sqrt{\\tan\\alpha}} \\gamma_b \\xi_{m-1,0} \\exp\\left[-\\left(2.7\\frac{R_c}{\\xi_{m-1,0}H_{m0}\\gamma_b\\gamma_f\\gamma_{\\beta}\\gamma_v}\\right)^{1.3}\\right]\end{split}\]

Formule 5.12 - Murs verticaux :

\[\begin{split}q = 0.05 \\exp\\left(-2.78\\frac{R_c}{H_{m0}}\\right) \\sqrt{g H_{m0}^3}\end{split}\]

Exemples d’utilisation

Digue lisse :

from openeurotop import overtopping

q = overtopping.digue_talus(
    Hm0=2.5,
    Tm_10=6.0,
    h=10.0,
    Rc=3.0,
    alpha_deg=35.0,
    type_revetement='asphalte'
)

Digue rugueuse :

q = overtopping.digue_talus(
    Hm0=2.5,
    Tm_10=6.0,
    h=10.0,
    Rc=3.0,
    alpha_deg=35.0,
    type_revetement='enrochement_2couches'
)

Avec tous les facteurs :

from openeurotop import reduction_factors

# Facteur de rugosité
gamma_f = reduction_factors.gamma_f_roughness('enrochement_2couches')

# Facteur d'obliquité
gamma_beta = reduction_factors.gamma_beta_obliquity(beta_deg=30.0)

# Facteur de berme
gamma_b = reduction_factors.gamma_b_berm(
    Rc=3.0, Hm0=2.5, B=20.0, h_berm=-1.0, gamma_f=gamma_f
)

q = overtopping.digue_talus(
    Hm0=2.5,
    Tm_10=6.0,
    h=10.0,
    Rc=3.0,
    alpha_deg=35.0,
    gamma_f=gamma_f,
    gamma_beta=gamma_beta,
    gamma_b=gamma_b
)

Run-up

Le module run_up calcule la montée maximale de l’eau sur une structure.

Run-up 2%

from openeurotop import run_up

# Pente lisse
Ru2 = run_up.run_up_2percent_smooth_slope(2.5, 6.0, 35.0)

# Pente rugueuse
Ru2 = run_up.run_up_2percent_rough_slope(2.5, 6.0, 35.0, gamma_f=0.5)

Run-up avec berme

Ru2 = run_up.run_up_bermed_slope(
    Hm0=2.5,
    Tm_10=6.0,
    alpha_deg=35.0,
    gamma_f=0.5,
    B_berm=15.0,
    h_berm=-1.0
)

Run-up structure composite

Ru2 = run_up.run_up_composite_slope(
    Hm0=2.5,
    Tm_10=6.0,
    alpha_lower_deg=26.6,
    alpha_upper_deg=90.0,
    h_transition=2.0,
    gamma_f_lower=0.5,
    gamma_f_upper=1.0
)

Analyses probabilistes

Distribution de Weibull

from openeurotop import probabilistic

# Paramètres de Weibull
params = probabilistic.weibull_parameters(q_mean=0.001)

# Volume individuel dépassé par 2% des vagues
V2 = probabilistic.individual_overtopping_volume(
    q_mean=0.001,
    Tm_10=6.0,
    prob_exceedance=0.02
)

Incertitudes

unc = probabilistic.uncertainty_overtopping(
    Hm0=2.5,
    Tm_10=6.0,
    h=10.0,
    Rc=3.0,
    alpha_deg=35.0,
    structure_type='rough_slope'
)

print(f"Valeur moyenne : {unc['q_mean']*1000:.3f} l/s/m")
print(f"Intervalle 90% : [{unc['q_5']*1000:.1f}, {unc['q_95']*1000:.1f}] l/s/m")

Monte Carlo

results = probabilistic.monte_carlo_overtopping(
    Hm0_mean=2.5,
    Tm_10_mean=6.0,
    h=10.0,
    Rc=3.0,
    alpha_deg=35.0,
    n_simulations=10000,
    structure_type='smooth_slope'
)

Cas spécifiques

Structures multi-pentes

from openeurotop import special_cases

slopes = [
    {'alpha_deg': 20, 'h_start': -5, 'h_end': 0},
    {'alpha_deg': 30, 'h_start': 0, 'h_end': 2},
    {'alpha_deg': 45, 'h_start': 2, 'h_end': 5}
]

result = special_cases.multi_slope_structure(
    Hm0=2.5,
    Tm_10=6.0,
    h=10.0,
    Rc=4.0,
    slopes_config=slopes
)

Pentes extrêmes

# Pente très douce
q = special_cases.very_gentle_slope(
    Hm0=2.0,
    Tm_10=5.5,
    h=8.0,
    Rc=2.0,
    alpha_deg=8.0
)

# Pente très raide
q = special_cases.very_steep_slope(
    Hm0=3.0,
    Tm_10=7.0,
    h=12.0,
    Rc=5.0,
    alpha_deg=65.0
)

Validation

Validation automatique

from openeurotop import validation

result = validation.validate_slope_structure(
    Hm0=2.5,
    Tm_10=6.0,
    h=10.0,
    Rc=3.0,
    alpha_deg=35.0
)

if result['valid']:
    print("Paramètres valides")
else:
    print("Attention :", result['warnings'])

Rapport de validation

report = validation.validation_report(
    Hm0=2.5,
    Tm_10=6.0,
    h=10.0,
    Rc=3.0,
    alpha_deg=35.0,
    structure_type='digue_talus'
)
print(report)

Facteurs de réduction

Facteur de rugosité γf

from openeurotop import reduction_factors

gamma_f = reduction_factors.gamma_f_roughness('enrochement_2couches')
# gamma_f = 0.50

Types de revêtements disponibles :

asphalte : γf = 1.0
beton_lisse : γf = 1.0
enrochement_1couche : γf = 0.60
enrochement_2couches : γf = 0.50
accropode : γf = 0.46
tetrapode : γf = 0.38
herbe : γf = 0.90

Facteur d’obliquité γβ

gamma_beta = reduction_factors.gamma_beta_obliquity(beta_deg=30.0)
# Réduction due à l'angle d'attaque

Facteur de berme γb

gamma_b = reduction_factors.gamma_b_berm(
    Rc=3.0,
    Hm0=2.5,
    B=20.0,      # Largeur berme (m)
    h_berm=-1.0, # Berme submergée de 1m
    gamma_f=0.5
)

Paramètres de vagues

from openeurotop import wave_parameters

# Nombre d'Iribarren
xi = wave_parameters.iribarren_number(
    alpha_deg=35.0,
    Hm0=2.5,
    Tm_10=6.0
)

# Longueur d'onde
L = wave_parameters.wave_length(Tm_10=6.0, h=10.0)

# Nombre d'onde
k = wave_parameters.wave_number(Tm_10=6.0, h=10.0)

Types de structures

Digues à talus

Lisses (asphalte, béton)
Rugueuses (enrochement, blocs)
Avec berme
Multi-pentes

Murs verticaux

Murs simples
Caissons
Avec promenade
Avec parapet

Structures composites

Talus + mur vertical
Berme + talus + mur

Références

EurOtop (2018) Manual on wave overtopping of sea defences and related structures www.overtopping-manual.com