A Multi–Objective Optimization Approach for Water Pipes Renewal Planning

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Chapitre 5. Impact de l'urbanisation sur l'hydrologie urbaine et la gestion des eaux pluviales

L'urbanisation modifie le fonctionnement hydrologique, en augmentant fortement les flux de ruissellement et le risque d'inondation qui en résulte, mais elle affecte également la qualité des eaux ruisselées qui se chargent en polluants au contact des matériaux (enveloppe bâtie, revêtements de sol, mobilier urbain, véhicules...) et lessivent les polluants issus des activités anthropiques et déposés sur les surfaces. La prise en charge des eaux urbaines fait appel à des systèmes (réseaux) d'assainissement, dont le développement, motivé par une question de salubrité et de santé publique, remonte au XIXe siècle. Pour transporter les eaux usées hors de la ville, les urbanistes et ingénieurs ont fait le choix d'utiliser le réseau d'évacuation des eaux pluviales existant (option dite du réseau unitaire). Le traitement des eaux usées s'est développé dans la seconde moitié du XXe siècle. Afin de ne pas surcharger les stations d'épuration, des réseaux séparatifs, distincts pour les eaux usées et les eaux pluviales, ont ensuite été prônés. Il s'agissait d'évacuer rapidement ces eaux pluviales de ruissellement urbain vers l'exutoire des bassins versants. Il a fallu attendre les années 1970-80 pour que les impasses techniques et environnementales résultant du transfert le plus rapide possible des eaux pluviales vers le milieu naturel apparaissent clairement, comme par exemple les inondations urbaines et les pics de pollution liés aux rejets directs dans le milieu naturel lors des évènements pluvieux. La création d'ouvrages de stockage et de décantation des eaux pluviales a tout d'abord été privilégiée. Le contrôle à la source des eaux pluviales, décliné en France sous l'appellation de "techniques alternatives" (au "tout tuyau") apparaît maintenant comme une solution durable de gestion des eaux urbaines de temps de pluie. Cette évolution marque un tournant en réintroduisant les différentes composantes du cycle de l'eau, et notamment l'infiltration dans la prise en charge des eaux urbaines. Simultanément, l'eau en ville redevient un atout environnemental, un élément d'agrément. Des efforts importants sont consacrés à la restauration des cours d'eau urbains. L'impact de l'urbanisation sur l'hydrologie est présenté en quatre parties. La première partie est consacrée à l'influence de l'urbanisation et de l'artificialisation des sols qui en résulte sur les processus physiques du cycle de l'eau et sur le bilan hydrologique. Les conséquences de l'urbanisation sur la qualité des eaux pluviales urbaines font l'objet de la seconde partie. La troisième partie présente les méthodes et dispositifs de contrôle à la source des eaux pluviales. La quatre partie aborde la gestion des eaux pluviales en termes de politiques locales, de gouvernance et de gestion des services publics

Analyses de vulnérabilité appliquées aux réseaux d'eau potable

International audienceThe vulnerability analysis of our societies to major disturbances is of outmost importance in the fields of Infrastructure Asset Management (IAM). Several methodologies have already been developed to assess the vulnerability of critical infrastructures (CIs). Supply networks (water, gas, energy…) are also critical infrastructures (called Critical Networks or CNs hereafter), and should be considered with specific care due to (a) their complexity and spatial extent, (b) their role in providing other CIs with resources. In a first part, we present our framework for vulnerability and resilience in the French-German project “ResiWater” (Innovative Secure sensor Networks and Model-based Assessment Tools for Increased Resilience of water Infrastructures), funded by ANR and BMBF. We will then illustrate the various approaches to vulnerabilities. Lastly, we will draw our conclusions, which will be the guidelines for our project

Analyse de risque, évaluation des impacts, perception – méthodologie. Deliverable 7.1&2 projet ANR/BMBF F/All SMaRT-OnlineWDN

The SMaRT-OnlineWDN research project aims at developing an online security management toolkit for drinking water distribution systems based on the combination of monitoring/modelling. In the frame of this research project four research goals are defined as 1) Online simulation model considering hydraulic state and water quality, 2) Optimal location of sensors based on the online simulation model, 3) Online source identification of contaminants and 4) Risk analysis, identification and evaluation of impacts (real impacts and perceived ones). The WP7 addresses this latter objective. The present documents presents the developed methodology for risk assessment and an approach to analyse the perception of consumers of drinking water quality and their mobilisation capacity to react in case of contamination. The current report is divided into 2 main parts. The first part details the risk analysis methodology developed within this project, fitting to the question of intentional contamination (chemical or biological) of a drinking water distribution network, based on one side on the characteristics steps of risk analysis (asset characterisation, threat characterization, vulnerability analysis; consequence analysis) and on the other side on the specificity of a water system build in a network structure and delivering a product used for alimentary devices either for consumers or for industrials. So intrusion and propagation analysis was made based on hydraulic simulation and transport model developed within this project to take into account the network specificity and its serviceability. Concerning water consumers and users, a typology has been build and sensitivity to contamination and consequences on both health and economic activity has been evaluated. Economic consequences on the utility are also taken into account. The risk analysis is achieved according to 4 levels of analysis: Consumers and water users sensitivity analysis Network vulnerability analysis Consequences identification and evaluation Risk assessment The methodology is characterised by the use of Fuzzy logic and multi-decision aggregation methods in the 4 levels. This methodology gives answers to the utility to define the best localisation of sensors in regard with the propagation area and the sensitivity of the consumers and also to adapt its policy for crisis management. The second part presents the methodology of a sociologic analysis, on water consumers, on the question of representation of drinking water: from perception on social mobilization. The study is based on 2 main concepts: The role of trust in the water and risk management and the concept of “alarm raisers”. The first issue is to identify if people do question the water quality in case of a sanitary problem. Secondly, if it is possible to identify potential responsible for population in such crisis and identify what kind of authority people alert? This work was driven after elaboration of a questionnaire and a 20 minutes call phoning interview. The data of the survey data issued from 200 successful calls within consumers of the 3 end users were analysed with Multiple Correspondence Analysis (MCA) and Hierarchical Ascendant Classification (HAC). The analysis achieved a characterisation with 2 axes: trust and involvement of the consumers. This document ends by a conclusion and perspectives of economic evaluation in the objective of cost benefit analysis of the online security management tool

Gestion patrimoniale des réseaux d’assainissement : de l’état des réseaux à la planification de leur réhabilitation − Outils, méthodes et perspectives

En France, la gestion patrimoniale des réseaux d’assainissement est une préoccupation croissante. Certains réseaux commencent en effet à dater et vont nécessiter des renouvellements importants et coûteux pour les décennies à venir. À travers leur mise en œuvre sur les réseaux de Caen et de Bordeaux, cet article présente deux modèles complémentaires, Indigau et GompitZ, permettant de décrire l’état du réseau et de prioriser les tronçons à réhabiliter

Approche argumentative pour analyser l’acceptabilité des projets d’infrastructure.

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Recompositions territoriales de la gestion de l'eau destinée à la consommation humaine : un essai de prospective

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]GEUSI [Axe_IRSTEA]DTAM-QT2-ADAPTATIONInternational audienceEn matière d'eau destinée à la consommation humaine (eau DCH), le problème public à résoudre a d’abord été celui de la desserte universelle. Il s'est transformé depuis une trentaine d'années en un enjeu de sécurisation, lié à l'accès à des ressources en eau et à des infrastructures garantissant la capacité de mettre en permanence à disposition des usagers une eau suffisante et de qualité conforme, à un coût acceptable. Il s'y est aussi ajouté depuis la montée en puissance des exigences réglementaires d'ordre environnemental liées aux directives européennes. Ainsi, l'organisation institutionnelle héritée de la période antérieure, avec son maillage de petits services fréquemment gérés en délégation, semble, aux yeux de nombreux acteurs et observateurs (chercheurs?), incapable de relever ce nouveau défi. De fait, on observe dans de nombreux territoires des stratégies de recompositions importantes, sous l'effet d'une injonction au regroupement intercommunal et intersyndical portée par des coalitions d'acteurs récurrentes, associant notamment services de l'Etat et acteurs territoriaux (Conseils Généraux, Agences de l'eau). De nouveaux arrangements territoriaux voient le jour, avec par exemple des schémas de type fédéral associant plusieurs échelons de responsabilité dans un cadre départemental. Parallèlement, cette rationalisation opère autour des pôles urbains, avec l'émergence de puissants services d'eau dans une part croissante des communautés d'agglomération et dans les communautés urbaines. Ces différentes logiques interagissent, autour de la préservation de la ressource en eau ou via des interconnexions de sécurisation qui dépassent largement les échelles locales initiales. On se propose dans cet article d'esquisser une vision prospective de l'organisation institutionnelle de la gestion de l'eau DCH. Prenant appui sur le repérage précis des dynamiques en cours, des acteurs qui les portent et de leurs leviers d'action, on proposera un scénario d'évolution tendancielle des services d'eau sur deux temporalités (court terme et moyen terme) ainsi que de possibles variantes

Mobilisation d’expertises multi-acteurs pour évaluer et améliorer l’acceptabilité des infrastructures par les riverains

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Comment renforcer la résilience pour des réseaux de distribution d'eau en cas de catastrophe naturelle ou induite par l'homme

CCWI 2017 - Computing and Control for the Water Industry , Sheffield, , 05-/09/2017 - 07/09/2017International audienceThe detection of faults and the capacity to return quickly to a normal state after failures and interruption of services are essential for water utilities. The ResiWater project aims to improve the following three aspects for better network security and enhanced resilience: prevention, surveillance and response of water distribution systems facing the major threats. In this paper, we present the ResiWater project main results after two years. A focus is made on the resilience framework and the development of high-performance sensors for fast detection of water quality deterioration or system breakdown