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Utilisation des mesures de débit dans une gestion adaptative et prédictive des rejets urbains en temps de pluie.

Marceau, Elisabeth (1997). Utilisation des mesures de débit dans une gestion adaptative et prédictive des rejets urbains en temps de pluie. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 180 p.

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Résumé

Le mémoire de maîtrise présenté dans ces pages traite de l'utilisation des mesures de débit en continu dans un module de gestion des eaux usées opéré en temps réel et également prédictif, afin de corriger les erreurs dues aux intrants des modèles de simulation. Le module de gestion étudié, appelé SWIFT, a pour buts de réduire les impacts néfastes des débordements des eaux usées urbaines sur les milieux aquatiques récepteurs et d'éviter les inondations des rues et des sous-sol des bâtiments. Il fut à l'origine développé pour être incorporé à un système de gestion des eaux usées destiné à la Communauté Urbaine de Québec (CUQ). La réduction des impacts sur le milieu est assurée par la minimisation d'une fonction objectif, dont le calcul est basé sur des résultats de modélisation des phénomènes physiques survenant sur un réseau de collecte. Un optimisateur détermine les décisions optimales sous forme de consignes appliquées aux régulateurs. La base de la modélisation de SWIFT provient des intensités de pluie prédites en temps réel, qui sont utilisées en tant qu'intrants par le modèle d'axe secondaire pour simuler le ruissellement de l'eau de pluie en surface. Un second modèle prend la relève et simule le transport de l'eau dans les conduites de l'axe primaire du réseau (les intercepteurs). Un troisième modèle simule le transport de l'eau dans les conduites de l'axe majeur (le collecteur) ainsi que le comportement des structures complexes telles les régulateurs, les pompes, les SST et les réservoirs. Pour l'instant, les décisions prises par l'optimisateur sont faites à partir des simulations avec des pluies prédites par radar, lesquelles sont entachées d'incertitudes non-négligeables. Cette situation implique est risquée quant à l'optimalité des consignes de gestion. Parallèlement, des appareils de mesure en temps réel procure des mesures de débit sur certaines conduites du réseau, mais ces mesures ne sont pas utilisées actuellement par le module de gestion. Le projet de recherche évalue la possibilité d'inclure ces mesures de débit prises en temps réel dans le processus décisionnel de SWIFT, dans le but de corriger les erreurs observées sur les résultats de simulations. Deux approches ont été testées pour ce faire, soit la correction ponctuelle et la déconvolution. C'est cette dernière qui donne les résultats les plus satisfaisants. La déconvolution consiste à exécuter la modélisation du ruissellement de surface en sens inverse, et à obtenir une pluie ayant généré le débit mesuré. La pluie issue de la déconvolution sert à corriger les débits simulés, ce qui a pour effet de réduire l'influence des incertitudes des pluies prédites. La déconvolution en est encore au début de son développement, et des améliorations devront y être apportées préalablement à son insertion dans un système de gestion en CPI. Cependant, les résultats obtenus montrent qu'elle est une avenue hors de tout doute très prometteuse pour corriger les erreurs engendrées sur les résultats de la modélisation.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Villeneuve, Jean-Pierre
Co-directeurs de mémoire/thèse: Chocat, Bernard
Mots-clés libres: débit; pluie; prédiction; rejet urbain; eaux usées; environnement; gestion; impact; mesure; simulation
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 11 févr. 2014 13:49
Dernière modification: 24 nov. 2015 18:50
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1848

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