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Élaboration d'un cadre de système d'aide à la gestion et à l'entretien (SAGE) des infrastructures civiles

Bruxelle, Claude (2005). Élaboration d'un cadre de système d'aide à la gestion et à l'entretien (SAGE) des infrastructures civiles. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technoogie supérieure.

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Résumé

Cette thèse consiste à élaborer le cadre d'un système d'aide à la gestion et à l'entretien (SAGE) des infrastructures civiles. Celles-ci sont les chaussées et les réseaux d'aqueduc et d'égout. Un tronçon contient une ou plusieurs sections de chaussée, une ou plusieurs sections d'égout et une ou plusieurs sections d'aqueduc.

Les modèles de prévision du comportement de chaque infrastructure sont primordiaux dans le choix de la stratégie d'intervention. Les modèles retenus sont linéaires pour chaque infrastructure puisque l'objectif de cette thèse est de démontrer la faisabilité de l'intégration des différentes infrastructures dans un même système de décision.

La formulation de la prise de décision comprend une fonction objectif qui est une fonction économique ayant pour but de minimiser les dépenses d'investissement sur chaque infrastructure pendant toute la période de planification, le tout soumis à des contraintes d'acceptabilité, de faisabilité et d'intégrité. Le coût minimum est obtenu lorsque les tronçons sont considérés individuellement. Le problème est alors résolu en appliquant le concept de l'algorithme additif.

Un prototype de SAGE qui intègre les données des différentes infrastructures dans le même système de décision, est développé et appliqué à un secteur de l'arrondissement Verdun de la ville de Montréal. Les tronçons comprennent 64 variables de décision par année de planification; sur un horizon de dix ans, il y a 640 variables de décision et 50 contraintes. Le SAGE offre la possibilité au gestionnaire de procéder à une planification annuelle, triennale ou quinquennale. L'analyse des résultats repose sur une planification triennale. Une attention particulière est portée sur la première période de planification car le gestionnaire doit recommander les interventions sur les réseaux d'infrastructures pour les trois prochaines années.

Cette thèse a permis de justifier l'intérêt, de prouver la faisabilité et de quantifier les bénéfices de l'intégration des différentes infrastructures dans un même système de décision. La mise en opération d'un SAGE des infrastructures civiles contribuera à l'amélioration de la qualité du processus de décision. L'objectif ultime est de fournir aux gestionnaires un outil pour leur permettre une programmation rentable des interventions à entreprendre, année après année, durant toute la période de planification.

Titre traduit

Establishment of a civil infrastructure maintenance and management support (CIMMS) system

Résumé anglais

This thesis establishes the framework of a system that integrates the maintenance and management activities of civil municipal infrastructure. As such, the system, designated as SAGE for« Système d'aide à la gestion et à l'entretien», addresses the road network in addition to the sewer and water distribution systems. The main objective of this thesis is to establish that the optimization of the overall maintenance and rehabilitation (M&R) process by integrating the various civil infrastructure components is justified, doable and valuable.

This thesis first recognizes that the prediction of the future condition of each of those elements is equally important to select optimal M&R strategies and therefore to optimize the overall cost. However, the shape of the deterioration models selected herein are considered linear for each infrastructure, independently of the causes of deterioration since the main objective is to prove the need, feasibility and value of the integration of the various infrastructures in the same decision system, and not to predict future performance with precision.

The formulation of the decision support system of SAGE includes an integrative objective function that minimizes the overall investment for each infrastructure component throughout the duration of the program, subject to acceptability, feasibility and integrity constraints. This thesis shows that the minimum overall cost is obtained when the sections are first considered individually and then the problem is solved by applying the concept of the additive algorithm.

A prototype of SAGE, which integrates the data obtained form various infrastructure components in the same decision system, is provided and validated with data obtained from the District of Verdun, in the City of Montreal. The emphasis is on a triennial planning. A close attention is paid to the first period of planning because the manager must recommend the interventions on the networks of infrastructures for the three next years.

This thesis justifies and establishes the feasibility of the integration of the various infrastructure components in the same decision system and quantifies the value of the integration. As such, the implementation of SAGE will undoubtedly contribute to the improvement of the quality of the decision-making process in integrating M&R decisions between the various municipal civil engineering infrastructures. The ultimate objective is to provide a decision support to prioritize decisions and investments at the network level.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Bibliogr.: f. [279]-288. Chap. 1. Description de la problématique -- Chap. 2. Revue de la littérature -- Chap. 3. Modélisation de la prise de décision -- Chap. 4. Stratégie de résolution -- Chap. 5. Validation du SAGE.
Mots-clés libres: Aide, Civil, Decision, Different, Entretien, Gestion, Infrastructure, Integration, Intervention, Lineaire, Modele, Planification, Reseau, Sage, Systeme
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Leconte, Robert
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Assaf, Gabriel J.
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 25 janv. 2011 19:32
Dernière modification: 31 oct. 2016 23:57
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/375

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