Analyse de la variabilité aléatoire de la rugosité sur la fiabilité d’un réseau d’eau Cas du réseau de la nouvelle ville d’El MENEA
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Date
2023
Authors
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Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
Dans le domaine des sciences de l’ingénieur, l’approche fiabiliste est une démarche qui
devient de plus en plus présente. En effet, cette démarche permet de pallier aux insuffisances
d’une démarche déterministe, à savoir l’ignorance du risque encouru à travers l’introduction
des coefficients de sécurité. Cette approche fiabiliste permet ainsi, d’estimer ce risque en
calculant la probabilité de défaillance.
Dans cette perspective, nous avons proposé, dans ce mémoire, une approche mécanofiabiliste
pour l’analyse de la fiabilité du réseau d’eau potable de la ville nouvelle d’EL
MENEA. Eu vue de la topographie relativement plate de la région ce réseau est constitué de
15 mailles et deux réservoirs d’équilibre.
L’approche déterministe est conduite avec la formule de Hazen-Williams, en considérant
la situation du réseau à la mise en service autrement dit à court terme (CHW=136) et à long
terme (CHW=95). Une macro en Visual Basic est élaborée sur Excel, pour vérifier l’équilibre
des débits dans chacune des mailles du réseau. Cet équilibre est atteint au bout de 200
itérations. Les résultats du calcul des vitesses et des pressions ont montré que le réseau est
bien dimentionné eu égard aux conditionx hydrauliques exigées par les standars. Toutefois,
quelque noeuds présentent des risques de defaillance à la mise en service. Ces noeuds doivent
être des points d’attention pour l’organisme de gestion, car il representent des points faibles
du réseau. Ceci révèle que des incertitudes sur le réseau en termes de rugosité peuvent
éventuellement impacter directement les pressions de service aux noeuds et ainsi engendrer
des désagréments aux abonnés.
L’approche fiabiliste est proposée pour tenir compte de cette incertitude liée à la rugosité.
Ainsi, nous avons considéré comme variable aléatoire le coefficient de Hazen Williams
(CHW). Pour modéliser cette incertitude, nous avons généré par une loi normale autour de la
valeur moyenne. Les fonctions d’état limites sont dictées par les conditions de tenue
mécanique, à savoir la pression maximale et la vitesse maximale, et les conditions de service,
à savoir la pression minimale et la vitesse minimale. La probabilité de défaillance est évaluée
par la méthode classique de Monté Carlo, pour un nombre de tirage arrêté à 20000 valeurs.
Notons que le choix de ce nombre de tirage est dicté par la capacité du logiciel Excel. Le
réseau a été simulé à long terme et vérifié à court terme. Les résultats ont mis en évidence la
sensibilité du critère de la pression à la variabilité aléatoire du paramètre. Une défaillance
élevée a été enregistrée pour les pressions maximale et minimale et la vitesse minimale. Une
insensibilité des vitesses maximale et minimale au coefficient de variation a été constatée.
Une étude d’optimisation est initiée pour une valeur cible de Pf = 10-3
. Les résultats obtenus
montrent que cette tentative n’est pas satisfaisante vu la complexité du réseau qui est due à la
présence de deux réservoirs d’équilibre. Cette réflexion ouvre une perspective pour des futurs
travaux de recherche intéressants.
Description
98 f. : ill. ; 30 cm. ( +2 cd-rom)
Keywords
eau potable, Fiabilité aléatoire, Réseau maillé
Citation
Constructions Hydrauliques et Aménagements