Concentrations en chlore en réseaux d'eau potable : simulation et optimisation

par Sophie Constans

Thèse de doctorat en Mathématiques appliquées

Sous la direction de Paul Morel.

Soutenue en 1999

à Bordeaux 1 .

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  • Résumé

    La qualite de l'eau fournie par un reseau d'eau potable depend directement de sa concentration en chlore. Transporte par l'eau dans le reseau, le chlore reagit avec la matiere organique pouvant y etre presente pour assurer une bonne desinfection. Il peut etre injecte dans le reseau a ses sources ainsi qu'a des points intermediaires, les stations de rechloration. Si plusieurs simulateurs de l'evolution des concentrations en chlore existent deja et permettent aux gestionnaires de reseau de prevoir les effets de differentes strategies de chloration, les outils d'aide a la decision determinant la meilleure strategie pour un critere donne font encore defaut. Nous presentons une nouvelle methode de calcul des concentrations en chlore en reseau d'eau potable permettant la formulation de problemes d'optimisation de ces concentrations. Elle est issue d'une analyse des courbes caracteristiques de l'equation de transport-reaction regissant l'evolution des concentrations en chlore dans chaque conduite du reseau. Contrairement aux simulateurs existants, cette methode n'utilise ni discretisation spatiale a l'interieur des tuyaux, ni conditions initiales. Les resultats obtenus grace a elle sont comparables a ceux donnes par un simulateur classique. De plus, cette methode de calcul constitue une etape preliminaire au controle des concentrations en chlore en reseau d'eau potable. Elle fournit en effet un ensemble de relations lineaires entre les valeurs de concentration en entree et en sortie de chaque conduite, en tenant compte de la dynamique du systeme de facon explicite. Ces relations peuvent etre utilisees en tant que contraintes dans un probleme d'optimisation pour assurer la consistance entre la solution obtenue et le probleme pose. La phase d'optimisation permet par exemple de choisir au mieux les emplacements des stations de rechloration et les injections de chlore dans le reseau pour minimiser l'ecart maximal entre les concentrations obtenues et des concentrations cibles.


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