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Le contrôle en temps réel des réseaux d'égouts unitaires.

Wilson, Lucie (1987). Le contrôle en temps réel des réseaux d'égouts unitaires. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 233 p.

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Résumé

Le contrôle automatique en temps réel constitue une nouvelle approche au problème des débordements de réseaux unitaires. Une revue de la littérature pertinente nous a permis d'une part, de cerner la problématique de ces débordements, et d'autre part, de connaître l'état actuel de la technologie dans ce domaine. Ces lectures nous ont montré qu'il subsiste de nombreuses difficultés susceptibles de limiter l'application du contrôle en temps réel. En particulier, le contrôle basé sur la minimisation des charges polluantes déversées se révèle difficilement réalisable, car les méthodes autorisant la mesure en continu de la qualité sont inexistantes pour certains paramètres, et très peu fiables pour les autres. Nous proposons donc ici deux hypothèses pouvant nous permettre, en dépit de ces difficultés, de réaliser un contrôle qualitatif en temps réel. Premièrement, il est possible d'estimer les concentrations des paramètres de qualité à partir de relations simples impliquant une variable facilement mesurable en temps réel, comme le débit. De nombreuses tentatives de corrélation entre le débit et la concentration ont été répertoriées, et les résultats en sont généralement jugés peu satisfaisants. Cependant, nous croyons que ces relations, même si elles ne sont pas très précises, peuvent s'avérer suffisantes pour mettre en oeuvre un contrôle prédictif intégré basé sur une simple estimation de la qualité. Notre seconde hypothèse a pour but de contrer les difficultés observées au niveau de la caractérisation de la qualité des eaux unitaires. Plutôt que de privilégier une approche faisant intervenir des indices de qualité, nous avons préféré diriger le contrôle en fonction d'un seul paramètre. Nous croyons que si ce paramètre est choisi en tenant compte de sa corrélation avec les autres et de l'importance de son impact sur le milieu récepteur, le contrôle résultant pourra quand même se révéler avantageux pour l'ensemble des paramètres de qualité. Pour vérifier ces deux hypothèses, nous avons mis au point un programme de simulation numérique du contrôle en temps réel d'un réseau unitaire. Comme les études précédentes se limitaient à l'utilisation d'algorithmes de transfert par délai pur, nous avons décidé d'opter pour un modèle d'écoulement non-linéaire capable de reproduire l'effet de laminage observé dans les conduites. Le recours à un tel modèle exige l'emploi de méthodes d'optimisation non-linéaires, ce qui constitue également une nouveauté dans le domaine. Les résultats des simulations effectuées confirment le bien-fondé de nos hypothèses. Cependant, il a été constaté que la performance du contrôle résultant demeure marginale. En effet, celui-ci ne procure pas une réduction vraiment significative des charges polluantes déversées en comparaison de celles qui sont obtenues avec un contrôle réactif local. En conséquence, la pertinence de procéder à l'installation d'un contrôle prédictif intégré n'est pas démontrée. Le contrôle réactif local demeure donc, à notre avis, le meilleur système de contrôle en temps réel des réseaux unitaires.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Villeneuve, Jean-Pierre
Mots-clés libres: charge; débordement; pluie; précipitation; contrôle prédictif; contrôle réactif; régulation; réseau d’égout; simulation; structure; suspension; contrôle en temps réel
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 17 févr. 2014 21:35
Dernière modification: 17 mars 2016 15:50
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2033

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