Modélisation de la dynamique des eaux usées vers une gestion optimale des réseaux d'égouts

par Meron Mebrahtu

Projet de thèse en Génie civil - Cergy

Sous la direction de Yannick Melinge et de Rafik Absi.

Thèses en préparation à Cergy-Pontoise , dans le cadre de ED SI - Sciences et Ingénierie , en partenariat avec Laboratoire de mécanique et matériaux du génie civil (laboratoire) depuis le 01-02-2018 .


  • Résumé

    La collecte et le transport des eaux usées à travers les conduites ont été l'une des tâches principales de la gestion de l'eau urbaine pendant de nombreuses années. Comme beaucoup de systèmes d'ingénierie, l'écoulement du système d'égout est turbulent et le type de fluide qu'il transporte est de nature complexe. En d'autres termes, les eaux usées sont caractérisées comme un mélange liquide ayant des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques distinctives. De plus, comme il existe des interactions complexes entre les composants des eaux usées, la relation entre tous n'est pas bien comprise. En outre, les caractéristiques turbulentes elles-mêmes ne sont pas entièrement comprises et précises et les modèles mathématiques simples à utiliser ne sont pas encore disponibles. Là encore, les caractéristiques d'écoulement et le phénomène de transport sont connus, ce qui rend difficile l'étude du débit et du transport dans les canalisations d'égout. La dynamique des eaux usées dans les canalisations d'égout peut généralement être décrite en utilisant des équations de conservation des impulsions. Le transport de polluants est également modélisé à l'aide d'équations de transfert de matière et de bilan de masse. Par conséquent, la résolution de ces équations nécessite des méthodes numériques adéquates, ce qui nécessite une ressource informatique importante à résoudre. Cependant, l'application technique pratique nécessite toujours des modèles analytiques simples avec un niveau de précision acceptable. Par conséquent, cette étude vise généralement à fournir une approche de modélisation mathématique précise pour décrire les phénomènes impliqués dans les égouts unitaires et séparés afin d'évaluer l'applicabilité dans des situations pratiques. Objectifs spécifiques: - Examen critique des méthodes disponibles - Développer un modèle mathématique - Étudier son importance dans la conception et l'exploitation des méthodes traditionnelles - Appliquer la conclusion de l'étude de

  • Titre traduit

    Modelling wastewater Dynamics towards optimal management of sewers


  • Résumé

    Collecting and transporting wastewater through pipes has been one of the main tasks of urban water management for many years. Like many Engineering systems, flow in sewer networks is turbulent in nature and the type of fluid it transports is complex. That is, wastewater is characterized as a liquid mixture with distinctive physical, chemical and biological characteristics. Moreover, as there are complex interactions among the components of wastewater, the relationship between all is not well understood. Moreover turbulent characteritics itself is not fully understood and accurate and simple to use mathematical models are not available yet. Again the flow characteristics and transport phenomenon are realated and this makes study of flow and transport in sewer pipes complex. The dynamics of wastewater in sewer pipes can generally be described using momentum conservation équations. Pollutant transport is also modeled using material transfer and mass balance equations. Consequently, resolution of such equations needs adequate numerical methods, which requires a significant computational resource to solve. However practical engineering application still requires simple analytical models with acceptable level of accuracy. Therefore, this study generally aims at providing accurate mathematical modeling approach to describe the involved phenomena in combined and separate sewers in order to evaluate the applicability in practical situations. Specific objectives: - Critical review of methods available - Develop mathematical model - Study its signigicance in design and operation as to traditional methods - Apply the finding for case study and recommend way forward