Gestion des sites & sols potentiellement pollués

Eau & Environnement

Développement durable & EnergiesProjet CARDIO

Conception d’un Assainissement Régulé, Dynamique et Intelligent

Communauté de communes de Cœur d’Ostrevent

L’harmonie dans le développement L’éthique dans l’innovation

1

Objectifs

Protection environnementale des milieux récepteurs en minimisant les rejets d’eaux pluviales non traités tout en maintenant le niveau de protection contre les inondations.

Création d’un système de régulation automatique en temps réel des ouvrages de contrôle des écoulements et de maitrise des déversements.

Auto-surveillanceModèles

hydrologiques conceptuels

Méthodes d’optimisation explicite de problèmes à plusieurs variables

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CARDIO

Centre Lerné de Granville

• Projet européen MARECLEAN

Protection des eaux côtières

• Porteur: Syndicat mixte des bassins versants des côtiers Granvillais (SMBCG)

• Coût : 1,6 millions d’euros

• les dysfonctionnements des réseaux d’assainissement en zone urbaine = 2ème source de contamination importante

mise en place d’une gestion dynamique

Centre LERNE à Granville

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Le système d’assainissement de l’agglomération de Granville :

• 12 communes

• 1 station d’épuration principale (72 000 EH)

• 46 postes de refoulement , 7 bassins tampon , 22 trop-pleins et déversoirs vers les fleuves côtiers ou la mer .

4

Centre Lerné de Granville

Centre LERNE à Granville

1) Optimiser le remplissage des bassins

Utilisation de la structure en cascade des bassins et action sur

le pompage

5

Principes de la gestion dynamique des réseaux

Centre LERNE à Granville

6

Principes de la gestion dynamique des réseaux

2) Déplacer les volumes déversés

Utilisation des seuils de sensibilités des embouchures

Centre LERNE à Granville

3) Evaluer les impacts dans chaque situation spécifique

Modélisation en temps réel de l’ensemble du système

d’assainissement

Principes de la gestion dynamique des réseaux

7

Centre LERNE à Granville

Problème principal : la pertinence des prévisions météorologiques

8

Retour d’expériences

Non annoncé > Annoncé

Fiabilité des prévisions Météo!!

Centre LERNE à Granville

9

Définition du cahier des charges de CARDIO

Ne pas avoir recours à un système de prévision pluviométrique dont la fiabilité n’est pas assurée

Avoir un système capable de fonctionner en tout automatique sans intervention humaine

Etre capable de choisir les lois de commande à appliquer en temps réel (optimisation continue)

CARDIO

De l’aspect hydrologique vers l’aspect automatique

Simulation hydrologique

Commande

d’automates

Impossibilité de l’optimisation de l’usage des capacités du réseau (temps de réaction trop

longs)

Prendre la problématique abordée par la face

« automatisme »

Un grand nombre de calculs en des temps assez courts

Optimisation continue du fonctionnement du réseau

d’assainissement par le biais des automates.

Temps de calcul trop importants

10

CARDIO

Les principes de base

Possibilité de modélisation en temps continu.

Suivi de l’évolution des différents éléments en fonction du temps.

Intégration des commandes d’automates.

Possibilité d’effectuer un grand nombre de calculs en des temps très courts.

CARDIO

11

Le réseau test

1212

CARDIO

Résultats de l’application des lois de commande

13

CARDIO

Type de pluieVMN total (m3):

avec commande

VMN total sans

commande (m3)Gain obtenu 1(%)

Annuelle 0 150 100

Biannuelle 0 2200 100

Quinquennale8298

14306 42

Décennale 20965 27158 22

Problématique des temps de calcul

Environ 2 secondes par itération pour 5 automates

Cela peut sembler peu mais ….

14

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

0 5 10 15 20 25

Tem

ps d

e ca

lcul

en

seco

nde

nombre d'automates

CARDIO

Résultats de l’application des lois de commande avec un nouvel algorithme d’optimisation

15

Type de pluieVMN total (m3):

Avec commande 1

VMN total sans

commande (m3)Gain obtenu 1(%)

Annuelle 0 150 100

Biannuelle 0 2200 100

Quinquennale 8584 14306 39

Décennale 21463 27158 20

CARDIO

Temps de calcul avec le nouvel algorithme

0,5 seconde par itération pour 5 automates

C’est 4 fois plus rapide et en plus …

16

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25

tem

ps d

e ca

lcul

en

seco

nde

nombre d'automates

CARDIO

Comparaison des temps de calcul entre les deux algorithmes

17

nombre d'automates temps de calcul premier algorithme temps de calcul deuxième algorithme

1 1 12 2 23 4 34 8 45 16 56 32 67 64 78 128 89 256 9

10 512 1011 1024 1112 2048 1213 4096 1314 8192 1415 16384 1516 32768 1617 65536 1718 131072 1819 262144 1920 524288 20

CARDIO

Application sur les pluies réelles (bilan sur 16 ans :Mars 88 – Décembre 2004)

Avec

commande Sans commande

Gain obtenu

(%)

Nombre de pluies qui

ont provoqué de

rejets dans le MN

43 122 65

Volume total rejeté

(m3)288089 475992 40%

CARDIO

Le réseauCARDIO

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Le synoptique du réseau

20

CARDIO

Le synoptique CARDIO

21

CARDIO

Paramétrer les blocs du synoptique CARDIO

Valider la modélisation CARDIO (a priori dernier verrou scientifique)

Tester et valider les lois de commande sur le réseau

Ecrire le cahier des charges pour l’implémentation in situ

22

CARDIO

Reste à faire

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