Optimisation de la réhabilitation hydraulique et structurale des réseaux d'égout

Résumé

La réhabilitation des réseaux d’égout est un problème à la fois complexe et coûteux. Par le passé, la réhabilitation n’était réalisée que pour un dysfonctionnement majeur et donc sur une base d’urgence. La planification de la réhabilitation des réseaux d'égouts qui sont le siège de refoulements, voire de débordements et inondations intempestives, nécessite le développement d’outils qui intègrent de nombreux facteurs et paramètres influençant l’état des conduites d’égout. C’est dans ce contexte que nous avons réalisé cette thèse qui a pour thème le développement d’outils permettant la planification et l’optimisation de la réhabilitation des réseaux d’égout. Dans un premier travail, un schéma de priorisation des tronçons d'égout pour la réhabilitation a été élaboré. Un système expert flou a été appliqué en utilisant les entrées d'une évaluation combinée des performances hydraulique, structurale ainsi que les conséquences de défaillances potentielles. L’indice de performance structurale globale est calculé à l’aide d’un système basé sur la logique floue en utilisant les conditions internes et externes de la conduite ainsi que la vulnérabilité du site. Le système flou hydraulique calcule un indice de performance hydraulique globale en ayant pour entrées la performance hydraulique, l’impact de la performance hydraulique et la vulnérabilité du site. L’indice de performance hydraulique est calculé en utilisant une modélisation globale à l’amont de chaque tronçon, ce qui permet de tenir compte des eaux perdues par inondation à l’amont du tronçon considéré. Le système flou global utilise tous ces facteurs pour calculer les indices de performance globale des conduites du réseau d’égout. Dans un deuxième travail, les indices de performances structurales établis à l’aide d’un système flou ont été intégrés dans un programme d’optimisation tout en considérant les niveaux de perturbation des techniques de réhabilitation et les coûts associés à la maintenance. Une procédure d'optimisation basée sur la programmation linéaire binaire est ensuite utilisée pour sélectionner la méthode de réhabilitation la plus appropriée pour chaque section, parmi les méthodes possibles pour améliorer l'ensemble des aspects de performance du réseau d'égout. Dans un troisième travail, une nouvelle approche d’évaluation de la performance hydraulique des conduites d’égout est proposée. Un problème d’optimisation multi-objectif qui considère les performances hydraulique et structurale à maximiser a été élaboré. Ainsi, la résolution du problème fournit au gestionnaire une solution optimale qui minimise l’écart global des performances structurale et hydraulique avec un niveau de performance ciblé tout en respectant le budget alloué. Le « Goal Programming » a été utilisé comme méthode de résolution du problème multi-objectif. Enfin, les outils de planification de la réhabilitation proposés ont été validés par des études de cas et leurs résultats se sont avérés concluants.

Date	19 déc. 2011
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Saad Bennis (Directeur(-trice))