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

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

Influence of the Tunnel Shape on Shotcrete Lining Stresses

Tunnel excavation is frequently carried out in rock masses by the drill and blast method and the final shape of the tunnel boundary can be irregular due to overbreaks. In order to investigate the effects of overbreaks a study of the effect of tunnel boundary irregularity has been carried out. This is done developing a computational tool able to take into account fuzzy variables (i.e., thickness of the beams of the bedded spring approach used for the model). The obtained results show that irregularity effects should be considered when a shotcrete lining is used as the final tunnel lining (for the case where the tunneling procedure does not permit a smooth surface to be obtained). This is crucial to obtain a durable linin

Genetic Algorithms for the Dependability Assurance in the Design of a Long-Span Suspension Bridge

A long-span suspension bridge is a complex structural system that interacts with the surrounding environment and the users. The environmental actions and the corresponding loads (wind, temperature, rain, earthquake, etc.) together with the live loads (railway traffic, highway traffic), have a strong influence on the dynamic response of the bridge, and can significantly influence the structural behavior and alter its geometry, thus limiting the serviceability performance even up to a partial closure. This article will present some general considerations and operative aspects of the activities related to the analysis and design of such a complex structural system. Specific reference is made to the dependability assessment and the performance requirements of the whole system, while focus is given on methods for handling the completeness and the uncertainty in the assessment of the load scenarios. Aiming at the serviceability assessment, a method based on the combined application of genetic algorithms and a finite element method (FEM) investigation is proposed and applied