I. Zidaoui, C. Joannis, J. Wertel, S. Isel, C. Wemmert, J. Vazquez, M. Dufresne
Pour lutter contre la pollution des masses d’eaux, la réglementation française impose la mesure et la régulation des rejets d’eaux usées dans l’environnement. Cependant, malgré les progrès dans le domaine des systèmes d’acquisition de données, les capteurs, tout particulièrement les sondes de turbidité, installés dans des milieux agressifs tels que les réseaux d’assainissement sont sujets à des dysfonctionnements fréquents (dérive, saturation, données manquantes…), qui peuvent fausser l’évaluation du flux de pollution. Il est donc essentiel d’identifier les potentielles anomalies avant toute utilisation des données. Aujourd’hui, cette validation se fait au niveau de la supervision et/ou via des opérateurs. L’objectif de ce travail est d’évaluer le potentiel des outils d’intelligence artificielle à automatiser la validation et d’estimer la plus-value de cette approche par rapport à une validation « métier » effectuée par un expert. Pour cela, quatre algorithmes de détection d’anomalies de l’état de l’art sont comparés en utilisant des données de turbidité issues du réseau de collecte de Saint-Malo Agglomération. La plupart de ces algorithmes ne sont pas adaptés à la nature des données étudiées qui sont hétérogènes et bruitées. Seul l’algorithme Matrix Profile permet d’obtenir des résultats prometteurs avec une majorité d’anomalies détectées et un nombre de faux positifs relativement limités.
{"title":"Utilisation de l’intelligence artificielle pour la validation des mesures en continu de la pollution des eaux usées","authors":"I. Zidaoui, C. Joannis, J. Wertel, S. Isel, C. Wemmert, J. Vazquez, M. Dufresne","doi":"10.36904/tsm/202211039","DOIUrl":"https://doi.org/10.36904/tsm/202211039","url":null,"abstract":"Pour lutter contre la pollution des masses d’eaux, la réglementation française impose la mesure et la régulation des rejets d’eaux usées dans l’environnement. Cependant, malgré les progrès dans le domaine des systèmes d’acquisition de données, les capteurs, tout particulièrement les sondes de turbidité, installés dans des milieux agressifs tels que les réseaux d’assainissement sont sujets à des dysfonctionnements fréquents (dérive, saturation, données manquantes…), qui peuvent fausser l’évaluation du flux de pollution. Il est donc essentiel d’identifier les potentielles anomalies avant toute utilisation des données. Aujourd’hui, cette validation se fait au niveau de la supervision et/ou via des opérateurs. L’objectif de ce travail est d’évaluer le potentiel des outils d’intelligence artificielle à automatiser la validation et d’estimer la plus-value de cette approche par rapport à une validation « métier » effectuée par un expert. Pour cela, quatre algorithmes de détection d’anomalies de l’état de l’art sont comparés en utilisant des données de turbidité issues du réseau de collecte de Saint-Malo Agglomération. La plupart de ces algorithmes ne sont pas adaptés à la nature des données étudiées qui sont hétérogènes et bruitées. Seul l’algorithme Matrix Profile permet d’obtenir des résultats prometteurs avec une majorité d’anomalies détectées et un nombre de faux positifs relativement limités.","PeriodicalId":52449,"journal":{"name":"Techniques - Sciences - Methodes","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-11-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"47717014","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
À l’échelle mondiale, les écosystèmes aquatiques en milieu continental sont soumis à une augmentation de l’intensité et de la durée des blooms ou efflorescences de cyanobactéries, probablement causées par le réchauffement climatique et l’augmentation des activités anthropiques dans les bassins versants. Dans les bassins de rétention d’eaux pluviales de Saint-Quentin-en-Yvelines, les efflorescences de cyanobactéries (notamment en conditions estivales) génèrent une pollution visuelle, olfactive et toxique, qui peuvent potentiellement représenter un risque de santé publique. Usuellement, le suivi de la présence de ces bactéries nocives nécessite la mise en place de mesures in situ, qui peuvent être contraignantes en termes logistique et financier pour les gestionnaires de ces plans d’eau. La méthodologie proposée ici consiste à utiliser les données issues des observations satellitaires de la Terre afin d’évaluer la présence quantitative et spatiale des cyanobactéries dans les plans d’eau et, à terme, d’anticiper leur apparition pour en améliorer la gestion. Le sujet exposé présente un retour d’expérience opérationnel pour les gestionnaires de plans d’eau devant combattre les problèmes d’eutrophisation, qui sont souvent confrontés à la difficulté de mesures in situ et surtout à la difficulté d’anticiper l’apparition des efflorescences de cyanobactéries.
{"title":"Télédétection des cyanobactéries dans les bassins de rétention d’eaux pluviales de Saint-Quentin-en-Yvelines","authors":"L. Gross, Massimiliano Borsa, L. Deirmendjian","doi":"10.36904/tsm/202211053","DOIUrl":"https://doi.org/10.36904/tsm/202211053","url":null,"abstract":"À l’échelle mondiale, les écosystèmes aquatiques en milieu continental sont soumis à une augmentation de l’intensité et de la durée des blooms ou efflorescences de cyanobactéries, probablement causées par le réchauffement climatique et l’augmentation des activités anthropiques dans les bassins versants. Dans les bassins de rétention d’eaux pluviales de Saint-Quentin-en-Yvelines, les efflorescences de cyanobactéries (notamment en conditions estivales) génèrent une pollution visuelle, olfactive et toxique, qui peuvent potentiellement représenter un risque de santé publique. Usuellement, le suivi de la présence de ces bactéries nocives nécessite la mise en place de mesures in situ, qui peuvent être contraignantes en termes logistique et financier pour les gestionnaires de ces plans d’eau. La méthodologie proposée ici consiste à utiliser les données issues des observations satellitaires de la Terre afin d’évaluer la présence quantitative et spatiale des cyanobactéries dans les plans d’eau et, à terme, d’anticiper leur apparition pour en améliorer la gestion. Le sujet exposé présente un retour d’expérience opérationnel pour les gestionnaires de plans d’eau devant combattre les problèmes d’eutrophisation, qui sont souvent confrontés à la difficulté de mesures in situ et surtout à la difficulté d’anticiper l’apparition des efflorescences de cyanobactéries.","PeriodicalId":52449,"journal":{"name":"Techniques - Sciences - Methodes","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-11-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"46492874","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
V. CORDOVA LLANOS, H.-X. Humbel, J. Boisson, R. Philippe, M. Pomies
La récupération de chaleur des eaux usées peut fournir une source supplémentaire d’énergie renouvelable pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments. La performance et la rentabilité des installations sont toutefois conditionnées par des paramètres propres à chaque projet. À l’aide d’une analyse multicritère, ces paramètres peuvent être évalués à une échelle territoriale afin d’identifier les projets qui présentent les meilleures conditions pour l’installation d’un système de récupération de chaleur. L’analyse multicritère appliquée à l’Eurométropole de Strasbourg (EMS) évalue trois types de critères au niveau du territoire : des critères d’inclusion, d’exclusion et de hiérarchisation. Les critères d’inclusion ont permis dans un premier temps d’identifier les projets potentiels de valoriser l’énergie des eaux usées de l’EMS. Ainsi 91 bâtiments publics ont été sélectionnés en fonction de leur consommation énergétique et de leur proximité d’une conduite exploitable. Les critères d’exclusion ont ensuite permis d’écarter 40 projets potentiels pour lesquels la récupération de la chaleur des eaux usées n’est pas envisageable à cause des contraintes liées à l’urbanisme du territoire ou à l’utilisation privilégiée d’autres sources d’énergies renouvelables, par exemple lorsqu’il existe déjà un réseau de chaleur. Finalement, les critères de hiérarchisation ont permis de classer les 51 projets restants en fonction des paramètres de contexte qui conditionnent la performance et la rentabilité des installations. Les canalisations d’eaux usées associées aux projets qui se trouvent en haut de cette classification présentent ainsi les caractéristiques suivantes : une puissance d’extraction importante, un niveau d’autocurage fort, et un taux d’eaux claires parasites (ECP) faible. De plus, le projet potentiel se trouve dans une zone où des projets de géothermie de minime importance (GMI) ne sont pas éligibles, la récupération de chaleur des eaux usées se propose donc comme une source d’énergie alternative. Cette analyse multicritère développée à échelle territoriale constitue ainsi un outil d’aide à la décision qui permettra à l’EMS d’orienter la sélection des projets à développer.
废水热回收可以为建筑供暖和制冷提供额外的可再生能源。然而，工厂的性能和盈利能力取决于每个项目的具体参数。通过多标准分析，可以在区域尺度上评估这些参数，以确定具有安装热回收系统最佳条件的项目。应用于eurometropole de Strasbourg (EMS)的多标准分析在领土层面评估了三种类型的标准:包容标准、排除标准和等级标准。纳入标准使确定从ems废水中回收能源的潜在项目成为可能。因此，根据能源消耗和与可用管道的距离，选择了91座公共建筑。根据排除标准，有可能排除40个可能的项目，这些项目由于城市规划的限制或优先使用其他可再生能源，例如已经存在供热网络，无法从废水中回收热量。最后，根据排名标准，根据影响安装性能和盈利能力的环境参数对其余51个项目进行排名。因此，与该分类中排名最高的项目相关的污水管道具有以下特点:提取能力强、自愈能力强、清水寄生率低。此外，潜在的项目位于不符合小型地热项目(img)条件的地区，因此建议将废水热回收作为一种替代能源。这种在地域范围内开发的多标准分析是一种决策支持工具，使ems能够指导项目的选择。
{"title":"Identification des projets potentiels de valorisation de l’énergie thermique des eaux usées de l’Eurométropole de Strasbourg","authors":"V. CORDOVA LLANOS, H.-X. Humbel, J. Boisson, R. Philippe, M. Pomies","doi":"10.36904/tsm/202211063","DOIUrl":"https://doi.org/10.36904/tsm/202211063","url":null,"abstract":"La récupération de chaleur des eaux usées peut fournir une source supplémentaire d’énergie renouvelable pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments. La performance et la rentabilité des installations sont toutefois conditionnées par des paramètres propres à chaque projet. À l’aide d’une analyse multicritère, ces paramètres peuvent être évalués à une échelle territoriale afin d’identifier les projets qui présentent les meilleures conditions pour l’installation d’un système de récupération de chaleur. L’analyse multicritère appliquée à l’Eurométropole de Strasbourg (EMS) évalue trois types de critères au niveau du territoire : des critères d’inclusion, d’exclusion et de hiérarchisation. Les critères d’inclusion ont permis dans un premier temps d’identifier les projets potentiels de valoriser l’énergie des eaux usées de l’EMS. Ainsi 91 bâtiments publics ont été sélectionnés en fonction de leur consommation énergétique et de leur proximité d’une conduite exploitable. Les critères d’exclusion ont ensuite permis d’écarter 40 projets potentiels pour lesquels la récupération de la chaleur des eaux usées n’est pas envisageable à cause des contraintes liées à l’urbanisme du territoire ou à l’utilisation privilégiée d’autres sources d’énergies renouvelables, par exemple lorsqu’il existe déjà un réseau de chaleur. Finalement, les critères de hiérarchisation ont permis de classer les 51 projets restants en fonction des paramètres de contexte qui conditionnent la performance et la rentabilité des installations. Les canalisations d’eaux usées associées aux projets qui se trouvent en haut de cette classification présentent ainsi les caractéristiques suivantes : une puissance d’extraction importante, un niveau d’autocurage fort, et un taux d’eaux claires parasites (ECP) faible. De plus, le projet potentiel se trouve dans une zone où des projets de géothermie de minime importance (GMI) ne sont pas éligibles, la récupération de chaleur des eaux usées se propose donc comme une source d’énergie alternative. Cette analyse multicritère développée à échelle territoriale constitue ainsi un outil d’aide à la décision qui permettra à l’EMS d’orienter la sélection des projets à développer.","PeriodicalId":52449,"journal":{"name":"Techniques - Sciences - Methodes","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-11-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"47410886","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Cette étude montre comment les données de conductivité mesurées par des sondes déployées sur un réseau de distribution d’eau potable peuvent être exploitées de manière automatique pour résumer et expliquer les variations spatiales de qualité d’eau. Un algorithme de classification non supervisée est utilisé pour regrouper les sondes dont les profils de conductivité se ressemblent et proposer ainsi des groupes représentant des zones de qualité d’eau homogène. La méthodologie est évaluée sur le réseau du Syndicat des eaux d’Île-de-France (Sedif), à partir des données de 215 sondes mesurant la conductivité toutes les cinq minutes. Deux types de résultats sont présentés : d’une part, l’image d’ensemble de la qualité de l’eau dans le réseau ; d’autre part, une typologie des différents phénomènes mis au jour par la méthode. Les résultats présentés montrent que les différentes zones de qualité d’eau connues par l’expertise métier sont repérées automatiquement, et que de nombreuses sous-zones jusqu’alors inconnues sont identifiées. Ainsi les conséquences des restitutions de réservoir, des interconnexions avec des distributeurs voisins, de l’âge de l’eau, des mélanges d’eaux produites par différentes usines, sont mises en évidence par la méthodologie proposée. Pour le réseau du Sedif, les résultats ont montré que 96 % des sondes pouvaient être affectées à un groupe. Cette méthodologie peut être appliquée à tout réseau équipé de capteurs de conductivité, dès lors qu’il est susceptible d’être alimenté par des eaux de qualités différentes.
本研究展示了如何自动利用部署在饮用水分配网络上的探头测量的电导率数据来总结和解释水质的空间变化。采用无监督分类算法对电导率剖面相似的探针进行分组，从而提出代表水质均匀区域的组。该方法由Syndicat des eaux d ' ile -de- france (Sedif)网络根据215个每5分钟测量一次电导率的探头的数据进行评估。提出了两种类型的结果:一方面，网络水质的总体情况;另一方面，该方法揭示的各种现象的类型学。结果表明，专业知识所知道的不同水质区域被自动识别，许多以前未知的子区域被识别。因此，所提出的方法强调了水库恢复、与邻近分销商的互连、水的年龄和不同工厂产生的水的混合物的后果。对于Sedif网络，结果表明96%的探针可以分配给一个组。这种方法可以应用于任何配备电导率传感器的网络，因为它可能由不同质量的水供应。
{"title":"La conductivité électrique, témoin opérationnel de la qualité de l’eau dans un réseau de distribution","authors":"Pierre Mandel, A. Fleury, K. Delabre, V. Heim","doi":"10.36904/tsm/202211027","DOIUrl":"https://doi.org/10.36904/tsm/202211027","url":null,"abstract":"Cette étude montre comment les données de conductivité mesurées par des sondes déployées sur un réseau de distribution d’eau potable peuvent être exploitées de manière automatique pour résumer et expliquer les variations spatiales de qualité d’eau. Un algorithme de classification non supervisée est utilisé pour regrouper les sondes dont les profils de conductivité se ressemblent et proposer ainsi des groupes représentant des zones de qualité d’eau homogène. La méthodologie est évaluée sur le réseau du Syndicat des eaux d’Île-de-France (Sedif), à partir des données de 215 sondes mesurant la conductivité toutes les cinq minutes. Deux types de résultats sont présentés : d’une part, l’image d’ensemble de la qualité de l’eau dans le réseau ; d’autre part, une typologie des différents phénomènes mis au jour par la méthode. Les résultats présentés montrent que les différentes zones de qualité d’eau connues par l’expertise métier sont repérées automatiquement, et que de nombreuses sous-zones jusqu’alors inconnues sont identifiées. Ainsi les conséquences des restitutions de réservoir, des interconnexions avec des distributeurs voisins, de l’âge de l’eau, des mélanges d’eaux produites par différentes usines, sont mises en évidence par la méthodologie proposée. Pour le réseau du Sedif, les résultats ont montré que 96 % des sondes pouvaient être affectées à un groupe. Cette méthodologie peut être appliquée à tout réseau équipé de capteurs de conductivité, dès lors qu’il est susceptible d’être alimenté par des eaux de qualités différentes.","PeriodicalId":52449,"journal":{"name":"Techniques - Sciences - Methodes","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-11-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"48786331","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
En France, les sujets de santé publique et de protection du milieu naturel font l’objet d’une réglementation stricte. La réglementation relative aux systèmes d’assainissement a évolué avec la promulgation, le 21 juillet 2015, d’un nouvel arrêté qui a notamment défini les règles de conformité des systèmes de collecte par temps de pluie. Ce texte a également introduit la notion de diagnostic permanent du système d’assainissement. L'arrêté modificatif du 31 juillet 2020 demande la mise en place de cette démarche d’amélioration continue avant fin 2021 pour les systèmes d’assainissement à partir de 10 000 équivalent-habitant (EH). Il prévoit une échéance à fin 2024 pour les systèmes entre 2 000 et 10 000 EH. La métropole de Toulouse est composée de 17 systèmes d’assainissement de taille variable (entre 250 000 et 950 000 EH) et souhaite mettre en place cette démarche sur tous les systèmes. Ginestous, qui se rejette en Garonne, est la principale station de traitement des eaux usées : elle traite 81 % des flux de pollution organique en demande biochimique en oxygène sur 5 jours (DBO5) sur le territoire. Ce périmètre est composé de plus de 5 000 kilomètres de réseau majoritairement séparatif et 300 postes de pompage. Le diagnostic permanent est une opportunité unique pour valoriser le flux de données sur ce périmètre étendu et améliorer la performance des réseaux d’assainissement dans une logique d’amélioration continue. Pour répondre à l’obligation réglementaire, Suez a développé une méthodologie qui prend sa source du guide de l’Astee « Mise en oeuvre du diagnostic permanent » et des expériences passées. La méthodologie et les outils dédiés ont été déployés notamment à Toulouse Métropole avec Asteo, exploitant du réseau. Ils permettent de faciliter le suivi et l’analyse des flux de données, de façon automatisée et personnalisée au contexte local. Cet article constituera un premier retour d’expérience de mise en oeuvre.
{"title":"Retour d’expérience sur la mise en place du diagnostic permanent sur Toulouse Métropole","authors":"J. Klebe, J. Diderot","doi":"10.36904/tsm/202210109","DOIUrl":"https://doi.org/10.36904/tsm/202210109","url":null,"abstract":"En France, les sujets de santé publique et de protection du milieu naturel font l’objet d’une réglementation stricte. La réglementation relative aux systèmes d’assainissement a évolué avec la promulgation, le 21 juillet 2015, d’un nouvel arrêté qui a notamment défini les règles de conformité des systèmes de collecte par temps de pluie. Ce texte a également introduit la notion de diagnostic permanent du système d’assainissement. L'arrêté modificatif du 31 juillet 2020 demande la mise en place de cette démarche d’amélioration continue avant fin 2021 pour les systèmes d’assainissement à partir de 10 000 équivalent-habitant (EH). Il prévoit une échéance à fin 2024 pour les systèmes entre 2 000 et 10 000 EH. La métropole de Toulouse est composée de 17 systèmes d’assainissement de taille variable (entre 250 000 et 950 000 EH) et souhaite mettre en place cette démarche sur tous les systèmes. Ginestous, qui se rejette en Garonne, est la principale station de traitement des eaux usées : elle traite 81 % des flux de pollution organique en demande biochimique en oxygène sur 5 jours (DBO5) sur le territoire. Ce périmètre est composé de plus de 5 000 kilomètres de réseau majoritairement séparatif et 300 postes de pompage. Le diagnostic permanent est une opportunité unique pour valoriser le flux de données sur ce périmètre étendu et améliorer la performance des réseaux d’assainissement dans une logique d’amélioration continue. Pour répondre à l’obligation réglementaire, Suez a développé une méthodologie qui prend sa source du guide de l’Astee « Mise en oeuvre du diagnostic permanent » et des expériences passées. La méthodologie et les outils dédiés ont été déployés notamment à Toulouse Métropole avec Asteo, exploitant du réseau. Ils permettent de faciliter le suivi et l’analyse des flux de données, de façon automatisée et personnalisée au contexte local. Cet article constituera un premier retour d’expérience de mise en oeuvre.","PeriodicalId":52449,"journal":{"name":"Techniques - Sciences - Methodes","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-10-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"41786054","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
La gestion patrimoniale des infrastructures en eau (GPI) et la compréhension des phénomènes de fuite et de casse des conduites demandent une grande quantité de données stockées dans un format interopérable. C’est particulièrement vrai lorsqu’il s’agit de planifier le renouvellement des conduites grâce aux modèles de prédiction de leurs défaillances tels que ceux implémentés dans le logiciel Casses. Différents systèmes d’information (SI) performants existent pourtant pour stocker ces données chez les gestionnaires de réseaux. Néanmoins, peu de méthodologies ont été pensées pour intégrer des données historiques et non géolocalisées concernant les conduites et leurs défaillances dans ces SI. Dans ce travail, nous présentons un ensemble de méthodes automatisées (scripts en langage R) s’adressant à cette problématique et développées grâce aux données de la Société wallonne des eaux (SWDE) sur le secteur de Mons, dans l’optique d’alimenter le logiciel Casses. Ces algorithmes règlent essentiellement le problème de trouver la conduite du système d’information géographique défaillante, ne connaissant que l’immeuble le plus proche de cette dernière ou seulement la rue où s’est déroulée sa réparation. Pour cela, il a été nécessaire de définir rigoureusement la notion d’appartenance à une rue pour une conduite, ainsi que la manière de sélectionner le tronçon le plus vraisemblablement défaillant parmi les candidats compatibles avec la localisation renseignée, voire avec les caractéristiques connues de la réparation (diamètre, matériau). Ces méthodes, dont les limites sont également discutées, pourraient être utiles pour d’autres gestionnaires de réseaux d’eau potable qui disposent de données historiques encore non exploitées pour la construction des stratégies de GPI ou qui souhaitent faire évoluer leur SI. Enfin, les masses de données pouvant être rendues opérationnelles pour les modèles de défaillance de façon automatique représentent un gain important dans l’optique d’amélioration de la connaissance des processus de fuite et de casse des canalisations.
水基础设施资产管理(GPI)和理解管道泄漏和破裂现象需要以可互操作的格式存储大量数据。在规划管道更新时尤其如此，这要归功于故障预测模型，如Casses软件中实现的模型。然而，不同的高性能信息系统(is)存在于网络管理器中存储这些数据。然而，很少有方法考虑将历史和非地理位置的管道及其故障数据整合到这些is中。在这项工作中，我们提出了一套解决这个问题的自动化方法(R语言脚本)，并利用societe wallonne des eaux (SWDE)在蒙斯部门的数据开发，以提供Casses软件。这些算法基本上解决了定位故障地理信息系统路径的问题，只知道最近的建筑或只知道维修发生的街道。为此,有人需要严格界定概念的属性以及街道为驾驶路段,以及应该如何选择最可能查明违约行为符合定位的人选当中,甚至与修复的已知特征(直径)、物料。本文还讨论了这些方法的局限性，这些方法可能对其他拥有历史数据的饮用水系统运营商有用，这些数据尚未用于建立ipm策略，或希望改变其is。最后，大量的数据可以自动用于故障模型，这是提高管道泄漏和破裂过程知识的一个重要收获。
{"title":"Méthodes automatisées de préparation des données pour la gestion patrimoniale des réseaux d’eau potable","authors":"N. Rodriguez, A. Husson, Y. LE GAT, Eddy Renaud","doi":"10.36904/tsm/202210071","DOIUrl":"https://doi.org/10.36904/tsm/202210071","url":null,"abstract":"La gestion patrimoniale des infrastructures en eau (GPI) et la compréhension des phénomènes de fuite et de casse des conduites demandent une grande quantité de données stockées dans un format interopérable. C’est particulièrement vrai lorsqu’il s’agit de planifier le renouvellement des conduites grâce aux modèles de prédiction de leurs défaillances tels que ceux implémentés dans le logiciel Casses. Différents systèmes d’information (SI) performants existent pourtant pour stocker ces données chez les gestionnaires de réseaux. Néanmoins, peu de méthodologies ont été pensées pour intégrer des données historiques et non géolocalisées concernant les conduites et leurs défaillances dans ces SI. Dans ce travail, nous présentons un ensemble de méthodes automatisées (scripts en langage R) s’adressant à cette problématique et développées grâce aux données de la Société wallonne des eaux (SWDE) sur le secteur de Mons, dans l’optique d’alimenter le logiciel Casses. Ces algorithmes règlent essentiellement le problème de trouver la conduite du système d’information géographique défaillante, ne connaissant que l’immeuble le plus proche de cette dernière ou seulement la rue où s’est déroulée sa réparation. Pour cela, il a été nécessaire de définir rigoureusement la notion d’appartenance à une rue pour une conduite, ainsi que la manière de sélectionner le tronçon le plus vraisemblablement défaillant parmi les candidats compatibles avec la localisation renseignée, voire avec les caractéristiques connues de la réparation (diamètre, matériau). Ces méthodes, dont les limites sont également discutées, pourraient être utiles pour d’autres gestionnaires de réseaux d’eau potable qui disposent de données historiques encore non exploitées pour la construction des stratégies de GPI ou qui souhaitent faire évoluer leur SI. Enfin, les masses de données pouvant être rendues opérationnelles pour les modèles de défaillance de façon automatique représentent un gain important dans l’optique d’amélioration de la connaissance des processus de fuite et de casse des canalisations.","PeriodicalId":52449,"journal":{"name":"Techniques - Sciences - Methodes","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-10-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"43730035","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
B. Chocat, B. Afrit, T. Maytraud, P. Savary, D. Tedoldi
Actuellement, en France, de nombreuses collectivités mettent en place un cadre réglementaire et incitatif visant en particulier à favoriser le développement des solutions dites alternatives de gestion des eaux pluviales urbaines. En s’appuyant sur une approche analytique fondée sur la méthode des pluies, ce document s’intéresse aux conséquences négatives que certaines règles hydrologiques peuvent parfois introduire. Ces conséquences négatives sont dues à la diversité des situations hydrologiques que les dispositifs doivent affronter, à la variété des objectifs poursuivis, à la variété en nature et en taille des opérations d’aménagement et, enfin, au grand nombre de solutions techniques possibles. Il montre que si les règles choisies sont trop rigides ou mal conçues elles peuvent avoir des effets pervers, voire même se révéler contre-productives. Au-delà de ce simple diagnostic, il propose des pistes pour améliorer leur rédaction. Il préconise en particulier la mise en oeuvre d’un ensemble de règles complémentaires, construites de façon à privilégier les objectifs locaux perçus comme essentiels, et adaptées aux différents niveaux de sollicitation pluviométrique. Enfin, il fournit quelques éléments pratiques pour les rédiger de façon appropriée.
{"title":"Comment mettre en place des règles hydrologiques efficaces pour la gestion durable des eaux pluviales urbaines","authors":"B. Chocat, B. Afrit, T. Maytraud, P. Savary, D. Tedoldi","doi":"10.36904/tsm/202210039","DOIUrl":"https://doi.org/10.36904/tsm/202210039","url":null,"abstract":"Actuellement, en France, de nombreuses collectivités mettent en place un cadre réglementaire et incitatif visant en particulier à favoriser le développement des solutions dites alternatives de gestion des eaux pluviales urbaines. En s’appuyant sur une approche analytique fondée sur la méthode des pluies, ce document s’intéresse aux conséquences négatives que certaines règles hydrologiques peuvent parfois introduire. Ces conséquences négatives sont dues à la diversité des situations hydrologiques que les dispositifs doivent affronter, à la variété des objectifs poursuivis, à la variété en nature et en taille des opérations d’aménagement et, enfin, au grand nombre de solutions techniques possibles. Il montre que si les règles choisies sont trop rigides ou mal conçues elles peuvent avoir des effets pervers, voire même se révéler contre-productives. Au-delà de ce simple diagnostic, il propose des pistes pour améliorer leur rédaction. Il préconise en particulier la mise en oeuvre d’un ensemble de règles complémentaires, construites de façon à privilégier les objectifs locaux perçus comme essentiels, et adaptées aux différents niveaux de sollicitation pluviométrique. Enfin, il fournit quelques éléments pratiques pour les rédiger de façon appropriée.","PeriodicalId":52449,"journal":{"name":"Techniques - Sciences - Methodes","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-10-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"44080842","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
S. Isel, G. Guibu Pereira, N. Schaer, J. Tayoun, N. Gambier, M. Manceau, R. Philippe, J. Vazquez, M. Dufresne
Cet article propose tout d’abord un état de l’art sur les différentes méthodes disponibles pour la mesure du débit en collecteur d’assainissement : les méthodes reposant sur la mesure d’une ou de deux hauteurs d’eau (courbe de tarage, h2Q), et les méthodes reposant sur la mesure conjointe de la hauteur d’eau et de la vitesse (sondes Doppler, à corrélation croisée, cordes de vitesse, débitmètre électromagnétique en conduites partiellement remplies, radars de vitesse). Ensuite, des exemples d’application permettent d’illustrer : l’intérêt de la présence d’un point de contrôle hydraulique pour élaborer une solution de mesure uniquement à partir de mesure de hauteur d’eau (sans mesure de vitesse) ; la sensibilité de la mesure du débit à la position de la sonde de vitesse dans le cas d’une mesure hauteur-vitesse ; et enfin l’impact d’une calibration du k facteur spécifique au site sur la précision du débit. Des recommandations sont formulées en conclusion pour l’élaboration d’une solution de mesure du débit en collecteur : la nécessité de disposer d’une campagne de mesure sur quelques semaines à plusieurs mois afin de pouvoir analyser le fonctionnement hydraulique du site, la nécessité ou pas de procéder à une calibration du k facteur selon l’enjeu de la mesure, les plages de vitesses adaptées aux différents types de sonde de vitesse.
{"title":"Retours d’expérience sur la mesure du débit en collecteur d’assainissement","authors":"S. Isel, G. Guibu Pereira, N. Schaer, J. Tayoun, N. Gambier, M. Manceau, R. Philippe, J. Vazquez, M. Dufresne","doi":"10.36904/tsm/202210097","DOIUrl":"https://doi.org/10.36904/tsm/202210097","url":null,"abstract":"Cet article propose tout d’abord un état de l’art sur les différentes méthodes disponibles pour la mesure du débit en collecteur d’assainissement : les méthodes reposant sur la mesure d’une ou de deux hauteurs d’eau (courbe de tarage, h2Q), et les méthodes reposant sur la mesure conjointe de la hauteur d’eau et de la vitesse (sondes Doppler, à corrélation croisée, cordes de vitesse, débitmètre électromagnétique en conduites partiellement remplies, radars de vitesse). Ensuite, des exemples d’application permettent d’illustrer : l’intérêt de la présence d’un point de contrôle hydraulique pour élaborer une solution de mesure uniquement à partir de mesure de hauteur d’eau (sans mesure de vitesse) ; la sensibilité de la mesure du débit à la position de la sonde de vitesse dans le cas d’une mesure hauteur-vitesse ; et enfin l’impact d’une calibration du k facteur spécifique au site sur la précision du débit. Des recommandations sont formulées en conclusion pour l’élaboration d’une solution de mesure du débit en collecteur : la nécessité de disposer d’une campagne de mesure sur quelques semaines à plusieurs mois afin de pouvoir analyser le fonctionnement hydraulique du site, la nécessité ou pas de procéder à une calibration du k facteur selon l’enjeu de la mesure, les plages de vitesses adaptées aux différents types de sonde de vitesse.","PeriodicalId":52449,"journal":{"name":"Techniques - Sciences - Methodes","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-10-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"44892779","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Le renouvellement des réseaux est une problématique très présente dans les milieux de l’eau et de l’assainissement. Évidemment, le réseau entier ne peut pas être remplacé chaque année, c’est pourquoi il faut choisir les portions de canalisations à renouveler. Ce choix est guidé par des problématiques économiques, politiques, de sécurité, et liées aux contraintes du terrain. Ces différents aspects peuvent être extrêmement compliqués à prendre en compte simultanément, c’est pourquoi la mise en place d’algorithmes est parfois nécessaire pour aider les experts dans leur travail. La recherche opérationnelle est le domaine de prédilection pour ce type de problématique : elle permet une optimisation selon un ou plusieurs objectifs donnés, tout en respectant les contraintes propres au métier. Dans notre cas, l’objectif porte sur différents critères guidant le choix des canalisations à renouveler : la probabilité de casse, l’âge de la canalisation, le matériau et la probabilité de casse des branchements. Les contraintes quant à elles sont liées directement au métier : la plus importante d’entre elles est de réaliser des chantiers continus, avec un linéaire minimal et maximal par chantier à respecter. En mettant en équation cet objectif et ces contraintes, nous obtenons un programme linéaire à résoudre afin de trouver le plan de renouvellement optimal pour le cas de figure en question. Nous avons donc mis en place ce modèle, puis nous l’avons résolu à l’aide d’un solveur de programme linéaire pour répondre à ce besoin de construction automatisée de chantiers et fournir au client un outil d’aide à la décision dans l’élaboration des plans de renouvellement. Ce projet a été mené pour le réseau d’eau potable de Bordeaux, mais la méthodologie employée est réutilisable pour tout type de réseau, avec un nombre de contraintes métier plus ou moins important.
{"title":"Optimisation du plan de renouvellement du réseau d’eau potable de Bordeaux Métropole","authors":"J. Blad, C. Sakarovitch, O. Chesneau, C. Leclerc","doi":"10.36904/tsm/202210089","DOIUrl":"https://doi.org/10.36904/tsm/202210089","url":null,"abstract":"Le renouvellement des réseaux est une problématique très présente dans les milieux de l’eau et de l’assainissement. Évidemment, le réseau entier ne peut pas être remplacé chaque année, c’est pourquoi il faut choisir les portions de canalisations à renouveler. Ce choix est guidé par des problématiques économiques, politiques, de sécurité, et liées aux contraintes du terrain. Ces différents aspects peuvent être extrêmement compliqués à prendre en compte simultanément, c’est pourquoi la mise en place d’algorithmes est parfois nécessaire pour aider les experts dans leur travail. La recherche opérationnelle est le domaine de prédilection pour ce type de problématique : elle permet une optimisation selon un ou plusieurs objectifs donnés, tout en respectant les contraintes propres au métier. Dans notre cas, l’objectif porte sur différents critères guidant le choix des canalisations à renouveler : la probabilité de casse, l’âge de la canalisation, le matériau et la probabilité de casse des branchements. Les contraintes quant à elles sont liées directement au métier : la plus importante d’entre elles est de réaliser des chantiers continus, avec un linéaire minimal et maximal par chantier à respecter. En mettant en équation cet objectif et ces contraintes, nous obtenons un programme linéaire à résoudre afin de trouver le plan de renouvellement optimal pour le cas de figure en question. Nous avons donc mis en place ce modèle, puis nous l’avons résolu à l’aide d’un solveur de programme linéaire pour répondre à ce besoin de construction automatisée de chantiers et fournir au client un outil d’aide à la décision dans l’élaboration des plans de renouvellement. Ce projet a été mené pour le réseau d’eau potable de Bordeaux, mais la méthodologie employée est réutilisable pour tout type de réseau, avec un nombre de contraintes métier plus ou moins important.","PeriodicalId":52449,"journal":{"name":"Techniques - Sciences - Methodes","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-10-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"46252917","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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