Contribution à l’optimisation de la gestion intégrée des infrastructures urbaines

Tchougourou, Djagbo Hermann (2022). Contribution à l’optimisation de la gestion intégrée des infrastructures urbaines. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Cette thèse consiste à mettre en place de nouvelles grilles et méthodologies d’évaluation des conduites d’eau potable et d’égouts en vue d’identifier de façon optimale, rentable et durable leurs besoins et priorités d’interventions, ainsi que les opportunités de coordination efficace des interventions entre toutes les infrastructures municipales linéaires d’une même tranchée, en l’occurrence les conduites d’eau potable, les conduites d’égouts et les chaussées.

Pour optimiser les décisions de renouvellement des conduites d’eau potable, nous avons développé une nouvelle approche qui intègre une procédure dynamique d’établissement des durées de vie des conduites, l’impact spatio-temporel des bris précédents sur les dégradations futures et les résultats de l’analyse comparative des performances de divers indicateurs d’état. La nouvelle approche méthodologique proposée, s’appuie sur les données récoltées sur un linéaire approximatif de 6 000 kilomètres de conduites d’eau potable, en particulier la bonne corrélation spatiale et temporelle détectée entre les bris successifs sur une conduite ainsi que les écarts observés entre les durées de vies réelles établies avec la méthode dynamique proposée et les durées de vie théoriques énoncées dans la littérature. La nouvelle approche a été validée à travers une étude de cas. Les résultats ont été concluants et démontrent que les interventions issues de l’approche proposée sont plus optimales que celles provenant des autres approches utilisées à titre comparatif dans l’étude de cas.

Quant aux conduites d’égouts, nous avons combiné la méthodologie du MAMH avec celle du WRc afin d’établir une nouvelle grille d’évaluation d’état, basée sur une approche plus efficace et proactive. L’approche proposée intègre les indicateurs structuraux, hydrauliques ou fonctionnels ainsi que les facteurs aggravants reliés aux conditions internes et externes de la conduite. La faisabilité et l’intérêt de la nouvelle méthode d’évaluation proposée a pu être validée à travers une étude de cas réalisée sur des secteurs d’égouts de la Ville de Montréal. Les résultats montrent l’énorme potentiel de cette méthode à mieux modéliser la réalité des conduites d’égouts quant à leur état et à leur vulnérabilité, en tenant compte des facteurs internes et externes influençant leur comportement et dégradation temporelle.

L’élaboration de règles et critères à la fois simples et efficaces, encadrant la coordination des interventions sur les réseaux d’eau potable, d’égouts et de voirie a été réalisée avec une méthode d’analyse comparative des avantages coûts-bénéfices liés à divers scénarios d’interventions intégrées et non-intégrées. Les résultats émanant de cette analyse comparative de rentabilité, ont permis de proposer dans cette thèse, un cadre rigoureux, objectif et réaliste destiné à supporter les gestionnaires d’infrastructures et surtout à les éclairer sur les meilleures opportunités de coordination des travaux, le tout dépendant de l’état de chacune des infrastructures de la tranchée, au moment de l’évaluation.

Résumé traduit

This thesis aims to elaborate new grids and methodologies for accessing water and sewer pipes condition in order to identify in an optimal, cost-effective and sustainable way, required interventions, priorities of each intervention, and the opportunities for effective coordination of interventions between infrastructures coexisting in the same trench, especially water pipes, sewer pipes and pavements.

To optimize water pipes renewal, we have developed a new approach that integrates a dynamic process for establishing pipes lifetimes, spatial and temporal impact of previous breakages on future degradation, and results from comparative analysis of the performance of various status indicators. The new approach is based on data collected from nearly 6,000 kilometers of water pipes, such as the good spatial and temporal correlation detected between successive breaks on a pipe, and differences observed between actual lifetimes established with the dynamic proposed method and theoretical lifetimes stated in the literature. The proposed approach has been validated through a case study. The results are very conclusive and demonstrate that interventions resulting from the proposed approach are more optimal than the interventions from the comparative approaches used in the case study.

For sewer pipes, it was proposed to combine MAMH methodology with that of the WRc in order to establish a new status of condition assessment grid, based on a more robust, effective and proactive approach that integrates structural indicators, hydraulic or functional indicators and aggravating factors. The feasibility and interest of the new methodology have been validated in a case study conducted on some sewers of Montreal City. The results show the enormous potential of this method to better illustrate the reality of sewer pipes in terms of status of condition, vulnerability and taking into account internal and external factors influencing their behaviour and temporal degradation.

The development of simple and effective criteria for interventions coordination on water pipes, sewer and road was carried out using a method of comparative analysis of costs and benefits associated with various integrated and non-integrated intervention scenarios. The results of this comparative analysis of effectiveness, have made it possible to propose in this thesis, a rigorous, objective and realistic framework intended to support the infrastructure managers and to inform them on the best opportunities for projects coordination, all depending on the condition of each infrastructure of the trench, at the time of the study.

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". Comprend des références bibliographiques (pages 142-148).
Mots-clés libres:	optimisation, gestion intégrée, réseau d’eau potable, égout, chaussée
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Bennis, Saad
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	19 mai 2022 14:08
Dernière modification:	19 mai 2022 14:08
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2977

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