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Modèle pour le contrôle en temps réel des réseaux d'égout sous surcharge.

Duchesne, Sophie (2001). Modèle pour le contrôle en temps réel des réseaux d'égout sous surcharge. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 262 p.

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Résumé

En période de pluie, les déversements de réseaux d'égout unitaires (DRU) détériorent la qualité des cours d'eau urbains. Le contrôle en temps réel (CTR) de ces réseaux permet de réduire la fréquence et le volume des DRU par l'utilisation optimale de la capacité de stockage et de traitement des réseaux. À cette fin, une stratégie de CTR détermine comment doivent être opérés les ouvrages de régulation (tels les pompes, vannes, seuils, etc.) de façon à rencontrer certains objectifs de contrôle, tel par exemple la minimisation des volumes déversés. Le contrôle prédictif intégré (CPI) est une stratégie de CTR où les décisions de contrôle sont prises en fonction de l'état présent et futur de l'ensemble du réseau d'égout, estimé à l'aide de modèles de simulation à partir de prédictions des entrées au système. Puisque la stratégie optimale de contrôle d'un CPI est déterminée à plusieurs reprises pendant le déroulement d'une pluie, la vitesse de résolution des modèles de simulation et des algorithmes d'optimisation utilisés est primordiale. Afin de respecter cette contrainte sur le temps de calcul, les stratégies de CPI existantes ont souvent recours à des modèles linéaires. Toutefois, de tels modèles ne peuvent reproduire le phénomène de refoulement, lequel peut survenir par exemple lors de la mise en charge de certaines conduites. Or ce dernier type d'écoulement peut être utilisé avantageusement par une stratégie de CTR en augmentant la capacité de stockage et de transport du réseau. C'est pourquoi la thèse propose un nouveau modèle permettant la simulation de tous les types d'écoulement en conduite, incluant les écoulements en charge, et dont la rapidité de résolution permet son utilisation en temps réel. Ce modèle a été validé sur un réseau d'égout réel ainsi que sur plusieurs réseaux hypothétiques. Une stratégie de CPI intégrant le modèle de simulation développé et l'algorithme d'optimisation du gradient réduit généralisé (GRG) a par la suite été élaborée. L'application de cette stratégie de contrôle sur le réseau d'égout de la ville de Laval (Canada) a démontré que la mise en charge des conduites permet de réduire de façon appréciable les volumes déversés en temps de pluie. Il a également été montré que la gestion d'intercepteurs en charge pouvait être réalisée sur de courts horizons de contrôle sans en entraver la performance ni la fiabilité. Les résultats obtenus ont aussi conduit à la mise au point d'une stratégie de contrôle simplifiée pour les zones en charge, au sein desquelles les taux de propagation des débits sont généralement très élevés.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Villeneuve, Jean-Pierre
Mots-clés libres: égout; réseaux municipaux; écoulement; contrôle; prédiction
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 01 nov. 2012 13:38
Dernière modification: 17 nov. 2015 20:13
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/336

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