Autosurveillance et modélisation
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Autosurveillance et modélisation
1 Journée O.I.Eau du 14 juin 2011 Autosurveillance et Modélisation des réseaux d’assainissement : retours d’expériences Métrologie et modélisation, deux outils complémentaires d’autosurveillance des déversoirs d’orage C. ROUX, Pôle Aménagement du Territoire /Direction de l’Eau/ Service Etudes et Contrôle de la Délégation A. ALLOUCH, PROLOG INGENIERIE Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 1 2 Plan de l’exposé ● Contexte ● Objectifs ● Moyens ● Résultats ● Conclusion et perspectives Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 3 Contexte : un grand système d’assainissement de la Région Parisienne 617 km de réseau ● dont 67% unitaire ● 38 usines de pompage ● 96 points de rejet en Seine via 127 déversoirs d’orage ● PARIS ● Exploitation déléguée à la SEVESC Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 4 Contexte : autosurveillance des rejets des déversoirs d’orage vers le milieu récepteur • Autosurveillance des rejets vers les milieux récepteurs (essentiellement la Seine) • 72 exutoires surveillés (> 70% des rejets) • 54 débits calculés à l’aide d’une loi sur seuil • 18 sections de mesure hauteur-vitesse-débit • 3 débits calculés par différence amont-aval • 12 débits calculés sur fonctionnement de pompes • DO du pont d’Argenteuil Environ 3 Mm3 d’effluents rejetés en Seine par an (déduits pour la plus grande partie des mesures) Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 5 Objectifs : des outils pour répondre aux évolutions de la réglementation • Directive cadre européenne – 2000 : Objectifs d’atteinte d’un bon potentiel écologique en 2021 et bon état chimique en 2027 (par dérogation) • Se préparer à des demandes futures de réduction des déversements (déversoirs d’orage) • Identifier des solutions pertinentes pour cela • Pouvoir les valider a posteriori, indépendamment de tout autre facteur (décontextualisation) Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 6 Moyens proposés : confronter systématiquement mesures et modèles • • Valoriser beaucoup plus les données d’autosurveillance Articuler et faire converger deux outils indissociables – Le système de surveillance métrologique – La modélisation hydraulique Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 7 Intérêts pressentis : outil de diagnostic global • Aide à la validation des mesures et du modèle • Accès à l’exhaustivité des bilans • Construction d’un bilan théorique de référence • Discrimination des causes de rejets : – – identification des rejets dus à la pluie Identification des rejets dus à des facteurs aggravants (configurations particulières, chômages) Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 8 Premiers essais en 2008 - Résultats • Caractéristiques de la zone test – 580 hectares – 300.000 Equivalent-Habitants – 21 déversoirs d’orage Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 Rejets mesurés 31 /0 07 07 /2 0 /2 0 Rejets modélisés Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 07 07 07 07 /2 0 8/ 20 /0 8 07 07 07 /2 0 8/ 20 /0 8 /0 29 27 25 /0 8 07 07 07 /2 0 8/ 20 /0 8 /0 23 21 19 8/ 20 8/ 20 /0 8 /0 /0 07 07 07 07 /2 0 8/ 20 /0 8 /0 /2 0 8/ 20 /0 8 /0 /2 0 8/ 20 /0 8 /0 17 15 13 11 09 07 05 03 01 Volumed’effluents d'effluent déversé enen Seine en m3 Volume global déversés Seine en m³ 9 Premiers essais en 2008 - Résultats 100 000 90 000 80 000 70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0 10 Difficultés rencontrées • Dispersion encore importante – Événement par événement – Déversoir d’orage par déversoir d’orage • Incertitudes sur les causes d’écart – Erreurs de mesure, erreurs de modélisation – Etat du réseau : cotes altimétriques exactes des déversoirs, niveaux d’ensablement, configurations temporaires, incidents divers… Amélioration des modèles Fiabilisation des mesures et lois utilisées Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 11 Méthodologie généralisée aux autres secteurs : 2009-2011 • Boucle de Boulogne-Billancourt – 334 hectares – 165 000 Equivalent-Habitants – 1 exutoire par temps sec : RDS – 7 déversoirs d’orage Chômage du SAR aval de novembre 2008 à juillet 2009 Augmentation de l’influence aval des émissaires sur le RDS Augmentation des niveaux dans le collecteur RDS Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 12 Méthodologie généralisée aux autres secteurs Niveau dans l’émissaire aval Période de chômage du SAR aval Période normale hors chômage Radier du collecteur RDS Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 13 Impact des configurations de chômage 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 06 /2 00 03 9 /0 6/ 20 09 05 /0 6/ 20 09 07 /0 6/ 20 09 09 /0 6/ 20 09 11 /0 6/ 20 09 13 /0 6/ 20 09 15 /0 6/ 20 09 17 /0 6/ 20 09 19 /0 6/ 20 09 21 /0 6/ 20 09 23 /0 6/ 20 09 25 /0 6/ 20 09 27 /0 6/ 20 09 29 /0 6/ 20 09 0 01 / Volume global d’effluents déversés en Seine en m³ Méthodologie généralisée aux autres secteurs Rejets mesurés Rejets modélisés Rejets modélisés sans CL aval Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 14 Mise en œuvre d’un Banc de modélisation en liaison avec la supervision du réseau d’assainissement Objectifs Conditionner automatiquement le modèle (CL aval, états contraints) Comparer systématiquement les bilans mensuels d’autosurveillance avec les résultats de modélisation Estimer l’impact des configurations particulières sur les bilans d’autosurveillance Réaliser les outils de génération automatique des fichiers nécessaires aux simulations et de mise en forme des résultats Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 15 Description fonctionnelle RTC Réseau Pluie CALAMAR Apports extérieurs (Groupe Injection) Débit de temps sec (Groupe Eaux usées) Conditions aval (Groupe Niveau) 2.0 1.6 1.2 0.8 SIMULATION INFOWORKS 0.4 Mesures en réseau 0.0 00:00 04:00 08: 00 12: 00 16: 00 20:00 Hydrogrammes Volumes d’inondation Légende : Conditionnement du modèle Données en entrée du modèle, propres à chaque événement pluvieux Données pour chaque événement issues de données de référence Rendus possibles Lignes piézométriques Bilans (volume total déversé par chaque DO, temps de déversement, débits maximaux, etc.) 16 Rendu du banc de modélisation : réalisation du synoptique Valeur Maximale 01/01/2011 00:00 - 01/02/2011 00:00 2 0 0 1 0 73 139 21 131 -126 724 794 81 629 0 1 569 2.69 1.56 24.09 24.36 0.88 0.92 1.37 1.93 24.17 24.73 7.83 7.48 24.43 24.19 7 702 0.12 419 149 1.96 1.70 1.29 0.25 1.86 19.89 18.31 19.89 0.58 0.42 0 1.02 37.23 37.52 37.23 0.30 1.41 40.48 41.59 0.00 0.82 0.88 24.13 24.19 0.50 0.00 0.01 0.30 0.00 0.03 0.01 26.03 0.00 24.22 24.20 0.00 24.76 24.77 -61 450 0 317 0.25 0 0 0.35 109 779 0.32 0.40 1.38 1.51 24.20 24.33 0.51 0.00 0.33 0.48 24.95 23.95 92 373 1.09 24.20 24.38 11.41 11.77 16.81 11.77 32 841 - 0 Simulation Volume (m³) Débit (m³/s) Hauteur (m) Niveau (m NGF) 1 227 7 606 0.54 0.19 0.48 27.46 27.66 63 374 122 079 127 852 0.13 0.32 38.39 0.21 0.97 0.00 0.26 38.29 Mesure 17 Rendu du banc de modélisation : Courbes de comparaison mesures / modèles Rueil 2000 bache_H 3 2.5 Modèle - IWCS Mesures Gaia 2 m 1.5 1 0.5 0 28/12/2010 02/01/2011 07/01/2011 12/01/2011 17/01/2011 22/01/2011 27/01/2011 01/02/2011 Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 06/02/2011 18 Conclusions / Perspectives • Elimination progressive des sources d’erreur les plus importantes • Important levier d’amélioration – du modèle hydraulique et du système de mesure – du système de suivi de l’état du réseau • Généralisation et systématisation de la démarche • Banc de modélisation opérationnel pour un secteur – A généraliser sur l’ensemble des réseaux du département à l’horizon 2012 • Utilisation du banc de modélisation – Validation croisée mesures / modèles – Utilisation systématique du modèle pour comprendre le fonctionnement du réseau – Valorisation les données d’autosurveillance Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011 19 Merci de votre attention [email protected] [email protected] Autosurveillance et Modélisation – journée de l’OIEau 14 juin 2011