Modélisation 3D et calculs pour la gestion de bassins de sédimentation d'eaux usées

Modélisation 3D et calculs pour la gestion de bassins de sédimentation d'eaux usées

Cristian Graf, B.Sc. géog., Chargé de projet Géomatique

Geneviève Lemay, B.Sc. géog., DESS en SIG, Chargée de projet Géomatique

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Mise en contexte

+

+

+

+

+ Approche traditionnelle

Nouvelle approche

Modélisation 3D et calculs

Conclusion

+  SIMO Management, membre du groupe Dessau •  Exploitation et entretien de station d’épuration

•  Inspections des réseaux d’aqueduc et d’égout

•  Traitement des eaux usées secteur industriel

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Gestion des eaux usées

+ Mise en contexte

Gestion des eaux usées

+  SIMO Management, membre du groupe Dessau

Gestion des eaux usées

+  Provenance des eaux usées

+  Usine d’épuration des eaux usées

Mise en contexte +

Gestion des eaux usées

+  Résidus dans les bassins de sédimentation •  Boues organiques ou inorganiques

Mise en contexte +

Gestion des eaux usées

+  Respect des normes du Ministère du développement durable, de l’environnement de la faune et des parcs

•  Relevé annuel recommandé par le MDDEFP

•  Vidange partielle annuelle ou totale (5 – 10 ans)

Mise en contexte +

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Mise en contexte

+

+

+

+ Approche traditionnelle

Nouvelle approche

Modélisation 3D et calculs

Conclusion

+

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Gestion des bassins de sédimentation

+  Différentes méthodes « manuelles » •  « Sludge Judge » - « Roue de bicycle » - « Sludge Gun »

•  Nombre de points de mesure variable (12 à 24 points)

Approche traditionnelle +

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Gestion des bassins de sédimentation

+  Avantages: •  Petits bassins

•  Précision très locale, excellent outil pour la validation +  Désavantages:

•  Calcul limité par le nombre de points de mesure •  Aucun calcul sur l’accumulation sur les pentes

•  Interpolation des données peu fiable •  Méthode fastidieuse pour des grands bassins

•  Données non-géoréférencées, aucune carte de référence

Approche traditionnelle +

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Mise en contexte

+

+

+

+ Approche traditionnelle

Nouvelle approche

Modélisation 3D et calculs

Conclusion

+

+  Nouvelles normes du MDDEFP •  Introduction du sonar

•  Plus précis

•  Géoréférencé +  Modélisation 3D

•  Permet la création d’un bassin virtuel

•  Pentes prises en considération +  Facilité à localiser les secteurs à vidanger +  Meilleure planification = diminution des coûts

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Gestion des bassins de sédimentation

Nouvelle approche +

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Gestion des bassins de sédimentation

Nouvelle approche +

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Mise en contexte

+

+

+

+ Approche traditionnelle

Nouvelle approche

Modélisation 3D et calculs

Conclusion

+

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Logiciel utilisé

+  ArcGIS de ESRI • +  ArcGIS de ESRI

•  ArcMap

•  Extension 3D Analyst •  Extension Spatial Analyst

Modélisation 3D et calculs +

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Numérisation vectorielle - plans techniques des bassins

Modélisation 3D et calculs +

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+  Étape à réaliser seulement la 1ère année du projet

+  Étape à réaliser seulement la 1ère année du projet

+  Plans en format PDF ou AutoCAD

+  Géoréférencement des plans +  Numérisation d’éléments vectoriels tels que le contour du bassin, le fond du bassin, le

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Contour extérieur du bassin et limite du fond (vectoriel)

Modélisation 3D et calculs +

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Création d’un TIN

+  L’élévation du dessus et du fond du bassin ainsi que la pente sont connus grâce aux dessins techniques

Modélisation 3D et calculs +

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Réception du relevé sonar

+  Coordonnées X et Y +  Profondeur par rapport au niveau d’eau (Z)

Modélisation 3D et calculs +

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Visualisation des points sonar en 2D

Modélisation 3D et calculs +

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Visualisation et validation des points

+  ArcScene permet la visualisation et l’édition des points en « 3D »

Modélisation 3D et calculs +

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Interpolation du dessus des boues

+  Interpolation pour obtenir une surface continue du dessus des boues

Modélisation 3D et calculs +

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Utilisation du matriciel (raster)

+  Surfaces en continu pour effectuer des calculs de volumes +  Résultat d’interpolation du dessus des boues est une couche

matricielle +  TIN est converti en matrice +  Niveau de l’eau est converti en matrice

+  Donc pour n’importe quelle position XY dans le bassin, on a une valeur sur trois matrices, par exemple:

•  Fond du bassin : -6

•  Dessus des boues : -5 •  Niveau de l’eau : -1

Modélisation 3D et calculs +

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Vidéo

Modélisation 3D et calculs +

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Calculs effectués

+  Volume du bassin +  Volume d’eau +  Volume total des boues +  Volume des boues au centre du bassin +  Volume des boues sur les parois +  Pourcentage de boues +  Hauteur moyenne des boues +  Hauteur moyenne des boues près des tuyaux d’entrée et de

sortie +  Etc.

Modélisation 3D et calculs +

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Profils

+  Création de 5 profils par bassin

Modélisation 3D et calculs +

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Cartographie

Modélisation 3D et calculs +

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Cartographie

Modélisation 3D et calculs +

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Cartographie

Modélisation 3D et calculs +

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Cartographie

Modélisation 3D et calculs +

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Mise en contexte

+

+

+

+ Approche traditionnelle

Nouvelle approche Modélisation 3D et calculs

Conclusion

+

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Dans le futur

+  Actuellement, nous traitons le 2e relevé pour chacune des municipalités

+  Désir d’automatiser les processus le plus possible +  Appliquer cette méthodologie à de nouvelles municipalités

Conclusion +

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Avantages de la nouvelle approche

+  Répond aux nouveaux critères du MDDEFP +  Plus de points de mesures +  Position des boues plus précise +  Plus rapide à calculer +  Résultat visuel plus attrayant

+  Facilite la comparaison entre les relevés +  Permet de mieux localiser les accumulations problématiques +  Vidanges se font au bon moment +  La qualité de l’eau est mieux suivie +  Meilleure gestion des coûts pour les contribuables

Conclusion +

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Merci de votre attention cristian.graf@dessau.com

genevieve.lemay@dessau.com