Processus de programmation pour l’élaboration du logiciel

MÉTHODOLOGIE DE LA PROGRAMMATION

L a programmation informatique

Un programme informatique est un enchaînement d’une séquence de tâches qui doit être achevée régulièrement selon le temps, l’événement ou une condition quelconque. La réalisation d’un programme dépend alors de la situation et de l’événement qui se présente. Il peut arriver qu’une activité dans un programme ne puisse être exécutée qu’après l’achèvement d’une autre activité.
Le programme informatique est un ensemble de programmes élaborés après avoir analysé le problème à traiter. Puisque l’ordinateur ne sait pas faire tout ce que nous voulons faire sans le commander préalablement afin de réaliser une tâche quelconque, il faut lui donner un programme qu’il va exécuter par la suite. En effet, pour ne pas répéter une tâche quelconque qui pourra être répétitive ou fastidieuse, il suffit de donner à l’ordinateur des commandes qu’il exécutera chaque fois que cela est nécessaire.
Un programme informatique est un ensemble de directives nommées instructions. Une instruction est un ensemble de commandes qui permettent :
– d’exécuter une action définie
– de choisir une action quelconque entre plusieurs actions pour être exécutée selon la condition donnée.
L’exécution de cette action dépend alors de la valeur de la condition (vrai ou faux).
– de répéter plusieurs fois une ou plusieurs instructions jusqu’à ce que la condition d’arrêt définie préalablement soit vérifiée.

Les différentes étapes de la programmation 

L’objectif de la programmation est de donner à l’ordinateur un programme qui va développer la méthode d’exécution du travail et le mode d’enchaînement des actions correspondantes. Afin d’atteindre cet objectif, le programmeur doit suivre les trois étapes suivantes :
– Analyse du problème
– Recherche de l’algorithme de traitement
– Ecriture du programme avec le langage de programmation choisi
La première consiste à trouver la solution au problème tout en définissant le problème et l’objectif à atteindre. Dans cette étape seront développées la méthode et les formules utilisées pour la résolution du problème. On établira alors les différents procédés à suivre et leur enchaînement afin d’aboutir à la solution recherchée.
Après avoir défini la méthode utilisée pour la résolution du problème, il reste à traduire cette méthode en un certain nombre d’actions qui peuvent être interprétées pour être réalisées par l’ordinateur. C’est l’étape de la recherche de l’algorithme de traitement. Un algorithme est un ensemble d’instructions qui :
– précisent les objets (données et valeurs recherchées) utilisables pour le traitement, leurs rôles, leur état initial et leur état final.
– exécutent les opérations pour aboutir à la solution finale.
Il existe plusieurs instructions qui forment l’algorithme, à savoir :
– les instructions de déclaration de variable, de constante, de fonction ou de procédure
– les instructions de lecture (entrée) et d’écriture (sortie)
– les instructions de test ou de condition
– les instructions de répétition ou d’itération
La troisième étape de la programmation consiste à traduire l’algorithme en un langage que peut comprendre l’ordinateur. Ce langage s’appelle langage de programmation. Le programmeur choisit préalablement un langage qui répond à sa nécessité et qui permet de résoudre son problème. Ainsi, quelque soit le langage utilisé, l’écriture du programme comprend :
– l’écriture des données dont on aura besoin, leurs types et leurs identificateurs.
– La déclaration des constantes utilisées par le programme
– L’écriture des formules détaillées pour le traitement à effectuer, leurs natures et leurs arguments.
– L’écriture des fonctions et des procédures utilisées dans le programme.
Une fois que le programme est traduit en un langage de programmation, on peut l’exécuter. Pour cela, le langage de programmation est traduit en langage machine qui est le langage propre de l’ordinateur.
L’ordinateur fait la compilation. Lors de cette opération, si le compilateur rencontre des erreurs de syntaxe dus au non-respect des règles d’orthographe et de grammaire, le programme ne peut pas être compilé ou traduit en langage machine. Il faut rectifier l’écriture du programme. Dans le cas où la compilation réussirait, il faut vérifier si le résultat donné par le programme correspond exactement au résultat attendu, sinon on effectue une rectification soit au niveau de l’algorithme soit au niveau de l’écriture du programme. De plus, lors de l’exécution du programme, des erreurs d’exécution peuvent être rencontrées ; dans ce cas il faut modifier le programme et remédier à ces erreurs.
Les différentes étapes de la résolution d’un problème sont développées dans la figure suivante. La phase
A correspond au produit de la compétence du programmeur et la phase B est menée par la machine.

LES PRINCIPES ET PRINCIPALES RECOMMANDATIONS POUR LE CONTRÔLE DE DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES D’AMÉNAGEMENT HYDROAGRICOLES 

Objectifs du contrôle 

L’état de fonctionnement d’un ouvrage d’aménagement hydroagricole dépend essentiellement de ses dimensions, de ses caractéristiques et de son emplacement sur le réseau d’irrigation. De ce fait, pour qu’un ouvrage fonctionne normalement comme prévu, les conditions suivantes doivent être respectées :
– Les dimensions de l’ouvrage doivent être proches des dimensions exigées pour son fonctionnement normal. En effet, lorsqu’un ouvrage est sous dimensionné, c’est à dire que ses dimensions se trouvent inférieures à celles nécessaires pour qu’il fonctionne comme prévu, il y aura un risque d’obstruction de l’ouvrage et de perturbation de l’écoulement. De plus, lorsqu’un ouvrage est surdimensionné, c’est à dire lorsque ses dimensions sont largement supérieures à celles nécessaires pour qu’il assure bien son rôle, les matériaux et main d’œuvre nécessaire pour sa construction seront aussi importants ; ce qui entraîne une mauvaise conséquence sur le plan économique. Par ailleurs il peut subvenir un mauvais fonctionnement du réseau.
– Les dimensions et les caractéristiques de l’ouvrage doivent être telles que son comportement et l’écoulement à travers lui soient normaux pendant son exploitation.
– L’emplacement de l’ouvrage dans le réseau d’irrigation doit être tel qu’il n’y a :
• ni perturbation de l’écoulement pouvant engendrer ainsi une conséquence néfaste au niveau de l’irrigation
• ni risque d’obstruction de l’ouvrage
Il se peut qu’un ouvrage mal placé soit inutile au niveau du réseau et risque de créer un obstacle pour le transport de l’eau.
Les objectifs principaux du contrôle de dimensionnement des ouvrages sont alors de :
– vérifier les dimensions des ouvrages en appliquant les formules hydrauliques correspondantes et de contrôler si l’ouvrage est conforme à l’écoulement souhaité et se trouve réalisable à un coût moins cher ;
– analyser les caractéristiques d’ouvrage et les règles de constructions à apporter ;
– contrôler son emplacement sur le réseau ;
– vérifier les caractéristiques de l’écoulement selon les dimensions et caractéristiques données à l’ouvrage.

Principes généraux du contrôle 

Pour chaque ouvrage, le processus de contrôle de dimensionnement suit les étapes suivantes :
– A partir des dimensions données par le concepteur (valeurs d’entrée), faire le calcul en tenant compte des données et paramètres correspondants. Il faut donc choisir les formules convenables et les valeurs des paramètres qui correspondent à l’ouvrage considéré et à la situation existante.
– Faire une vérification à partir d’une comparaison entre les valeurs calculées (valeurs de sortie) et des valeurs optimales admissibles selon la situation existante ;
– D’après le résultat de comparaison, donner des observations pour les rectifications éventuelles recommandées. Les causes de l’inadmissibilité éventuelle des dimensions d’ouvrage données par le concepteur ainsi que des recommandations pour la rectification sont présentées ici.

Les principales recommandations pour le contrôle de dimensionnement des ouvrages 

Le présent paragraphe concerne les règles et les principes hydrauliques à suivre pour contrôler le dimensionnement des ouvrages trouvés fréquemment dans les périmètres hydroagricoles. Puisque les ouvrages hydromécaniques (siphons automatiques, modules à masques,…) sont des ouvrages préfabriqués et sont déjà testés en laboratoire, leur contrôle de dimensionnement n’a plus d’importance.
Pour cette raison, aucun principe de contrôle de dimensionnement n’est pas établi pour ces ouvrages.

Contrôle global de l’ensemble des ouvrages 

L’état d’un ouvrage et les caractéristiques de l’écoulement à travers lui ne sont pas seulement dictés par ses dimensions et ses caractéristiques mais aussi par ceux des autres ouvrages situés à proximité. Il existe alors des relations entre les ouvrages qui se trouvent dans un périmètre.
De ce fait, pour faire le contrôle de dimensionnement des ouvrages, les données concernant les autres ouvrages situés aux alentours sont nécessaires. Par conséquent, des relations doivent être fondées entres les ouvrages d’un périmètre hydroagricole. Du point de vue informatique, la création de ces relations est possible et est facilitée par l’existence d’un système de gestion des bases de données relationnelles.
Deux types de relations sont utilisés :
– La relation un à un (1 , 1) : Une donnée du champ de la première table est reliée à une donnée de la seconde table.
– La relation un- à- plusieurs (1,∞) : Une donnée de la table du côté « 1 » est reliée à plusieurs données de la table du côté « ∞ »(plusieurs).
Les relations entre ces ouvrages sont représentées ci-après :

Vérification du débit 

Lorsque le débit calculé est inférieur au débit voulu, les dimensions de l’orifice ne sont pas suffisantes (diamètre d et charge h). Pour avoir le débit nécessaire, il faut augmenter l’un de ces deux dimensions. La charge h doit être telle que l’orifice soit complètement noyé et qu’il ne se place pas au-dessous du radier du canal. De même, si le débit calculé est supérieur au débit voulu, les dimensions données à l’orifice dépassent les valeurs nécessaires.
b –2 Contrôle de la vitesse :
b –2 –1 Calcul de la vitesse :
La vitesse de passage de l’eau à travers le pertuis de fond est calculé à partir de la formule de l’orifice (formule 1. 2. 2):
b –2 –2 Vérification de la vitesse :
La vitesse d’écoulement à travers l’orifice doit être comprise entre 0,6 m/s et 2,5 m/s. Lorsque la vitesse est inférieure à 0,6 m/s, il sera recommandé de diminuer le diamètre de l’orifice, ce qui entraînera l’abaissement de la charge nécessaire. Lorsque la vitesse est supérieure à 2,5 m/s, le diamètre de l’orifice doit être augmenté pour que la charge diminue. Ce qui entraînera aussi une baisse de la vitesse puisque cette dernière est proportionnelle à la charge.

Le partiteur 

Objectif du contrôle 

L’objectif du contrôle de dimensionnement d’un partiteur est de vérifier si :
– la hauteur du seuil est suffisante pour qu’il se produise au niveau de la section de contrôle un écoulement torrentiel qui permet d’uniformiser la vitesse d’écoulement le long de la largeur du canal afin d’avoir une répartition équitable du débit.
– la longueur donnée au seuil permet d’évacuer le débit nécessaire avec une charge acceptable.
– la répartition de débit se fait normalement comme prévu.
b – Méthodologie de contrôle :
b –1 Contrôle de la hauteur du seuil :
b –1 –1 Calcul de la hauteur minimum du seuil :
La hauteur minimale du seuil est celle qui provoque un écoulement torrentiel au-dessus du seuil. au dessous de cette hauteur minimale, l’écoulement au-dessus du seuil reste fluvial et la répartition de vitesse le long de la largeur du canal n’est pas uniforme.
L’équation permettant de chercher la valeur minimale a min de la hauteur du seuil pour que  l’écoulement critique s’y produise est la formule 1. 2. 4 .

Contrôle de la hauteur du seuil 

Pour avoir une bonne répartition du débit, il faut que la hauteur du seuil soit au moins égale à la hauteur minimale exigée.

Objectif du contrôle 

Le contrôle de dimensionnement d’un dalot sous-piste a pour objectifs de vérifier :
– la section transversale du dalot : Cette section doit être suffisante pour permettre un écoulement à surface libre à travers le dalot. La hauteur du dalot doit être égale à celle de l’eau calculée par la formule de STRICKLER (Formule 1. 1. 6) augmentée d’une revanche jugée acceptable.
– La vitesse d’écoulement à travers le dalot : Elle ne doit être ni inférieure à la vitesse minimale exigée susceptible de favoriser la formation de dépôts, ni supérieure à la vitesse maximale susceptible d’engendrer l’obstruction de l’ouvrage.
– Les côtes d’implantation du radier : Afin que l’écoulement à travers le dalot ne subisse aucune perturbation, il faut bien caler les côtes d’implantation de son radier. Ces côtes doivent être telles que les pertes de charges et la hauteur d’eau dans l’ouvrage soient respectées.

Méthodologie du contrôle 

Contrôle de la section 

Puisque la hauteur de la section transversale doit être égale à la hauteur d’eau normale augmentée d’une revanche, il est nécessaire que cette section soit suffisante pour supporter l’écoulement.
b .1 .1 Calcul de la hauteur d’eau normale dans le dalot :
La hauteur d’eau dans le dalot est calculée en utilisant la formule de STRICKLER (Formule 1. 1. 6):
b .1 .2 Vérification de la section du dalot :
Lorsque le calcul donne une valeur de la hauteur d’eau inférieure à la hauteur totale de la section transversale du dalot, il reste à vérifier la revanche qui est la différence entre la hauteur totale de l’ouvrage et la hauteur d’eau.
Cette revanche doit être comprise entre 10cm et 20cm. Si elle est inférieure à 10cm on doit augmenter la hauteur de la section du dalot, au cas où elle serait supérieure à 20cm la hauteur de la section du dalot doit être diminuée pour rendre la section plus économique.
Si où la hauteur d’eau calculée est supérieure à la celle du dalot, cette dernière est strictement insuffisante. La section de l’ouvrage ne suffit pas pour avoir un écoulement à surface libre. Il est recommandé d’agrandir la section en augmentant au moins l’une de ses dimensions (base et hauteur).
b –2 Contrôle de la vitesse d’écoulement :
b .2 .1 Calcul de la vitesse d’écoulement :
La vitesse d’écoulement est aussi trouvée à partir de la formule de STRICKLER (Formule 1. 1. 5).
b .2 .2 Vérification de la vitesse d’écoulement :
Ce contrôle a pour but de comparer la valeur de la vitesse ainsi calculée avec les valeurs maximale et minimale admissibles.
Lorsque la vitesse calculée se trouve inférieure à celle minimale admissible pour éviter le dépôt, le radier du dalot a une pente insuffisante qui mérite d’être augmentée.
Lorsque la valeur calculée est supérieure à celle maximale admissible, l’obstruction de l’ouvrage est à craindre. La pente du radier du dalot doit être plus grande.