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Theses Year : 2000

Policies for water networks renewal

Politiques de renouvellement des réseaux d'eau potable

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Abstract

Renewal decisions have been considered as real investment decisions for a long time. Industrial Economy and Operational Research provide decision tools therefor. The question of the water network renewal shows some own characteristics as long time life, a fleet of pipes representing 80% of the asset of a water utility, an organisation in a physical network linked with a human network including consummers of the good 'water', catched consumers because there is only one water network, roads-users concerned by the effects of works or failures on the pipes and residents. The optimisation developped takes into account, besides the ageing of the pipe, the consummers specificity, the hydraulic function of the pipe. A non satisfaction index allows a classification of the pipes regarding the effect on the whole distribution network of the failure of a given pipe. Dynamic programing is used to optimise the renewal date at the pipe level. The decision-tree allows the choice between renewing or keeping in place the old pipe and introduces as a hazard event the happening of the next failure. Probabilities are estimated with survival functions taking into account datas on the pipe and its environment and failure datas. Costs for keeping the pipe in place involve social costs and especially the cost of a water delivery cut for the different consummers. The model is tested on a virtual network and on real datas from Strasbourg and from Charente Maritime. This work belongs to a research programm which goal is to work out a decision tool for the budgeting of the water network renewal.
Le renouvellement est considéré comme une décision d'investissement classique. L'économie de l'entreprise (MASSE,1959, LESOURNE, 1965) et la recherche opérationnelle (DETHOOR et GROBPOILLOT, 1968) proposent des outils d'aide à la décision. Le cas du renouvellement des conduites d'eau potable présente des spécificités telles que des durées de vie longues, un parc de canalisations représentant 80% des infrastructures d'un service d'eau, une structuration en réseau physique sur laquelle se greffe un réseau d'acteurs tels que les consommateurs du bien 'eau potable', consommateurs captifs du fait de l'existence d'un seul réseau de distribution d'eau, les usagers de la route notamment qui subissent les effets des travaux ou des défaillances sur les conduites et les riverains. Outre le processus de vieillissement, la diversité des consommateurs, le rôle hydraulique du tronçon, sont autant d'éléments que l'optimisation ici développée veut prendre en compte. Un indice de non satisfaction permet de hiérarchiser les tronçons en fonction de l'impact d'une rupture sur un tronçon sur l'ensemble du fonctionnement du réseau. La programmation dynamique sert de support à l'optimisation de la date d'échéance de renouvellement au niveau du tronçon. L'arbre de décision laisse l'alternative entre le renouvellement et le maintien en place de l'ancienne conduite et introduit comme état aléatoire la survenance d'une prochaine défaillance. Les probabilités sont estimées à partir de fonctions de survie intégrant des données sur la conduite et son environnement et sur les défaillances. Les coûts de maintien en service intègrent des coûts indirects et notamment la perte liée à une coupure d'eau de 2 heures, pour les différents consommateurs. Le modèle d'optimisation est testé sur un réseau fictif puis sur des données réelles de la Communauté Urbaine de Strasbourg et du Syndicat des Eaux de Charente Maritime. Ce modèle fait partie d'un programme de recherche devant aboutir à la construction d'un outil d'aide à la décision pour la programmation du renouvellement des réseaux d'eau potable.
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tel-02579333 , version 1 (14-05-2020)

Identifiers

Cite

C. Werey. Politiques de renouvellement des réseaux d'eau potable. Sciences de l'environnement. Doctorat Science de la gestion, Université Louis Pasteur Strasbourg, 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02579333⟩
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