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Logiciels pour les réseaux d'eau
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Le logiciel Casses a généré des articles scientifiques et des documents techniques qui peuvent être retrouvés sous la collection HAL INRAE ETTIS en recherchant ceux dédiés à Casses  :

HAL : Dernières publications

  • [hal-03836891] Gestion Patrimoniale Multi-Echelles des réseaux d'eau potable (GePaME) - Rapport intermédiaire 2022

    Partant du constat de leur intérêt commun à rechercher des réponses scientifiques et opérationnelles aux questions soulevées par la gestion patrimoniale des réseaux d’eau potable, SWDE et INRAE ont décidé de s’associer pour conduire des travaux de recherche dans ce domaine. Cela s'est concrétisé le projet « Gestion Patrimoniale Multi-Echelles des réseaux d’eau potable » (GePaME) d’une durée de trois ans et démarré le 1er septembre 2020. Il s’agit d’une collaboration de recherche interdisciplinaire qui s’intéresse i) à la compréhension du processus de fuite et à l’efficacité de la recherche de fuite (RF), ii) à l’aide à la sélection multi-objectifs et contrainte des chantiers de renouvellements, iii) à la simulation long terme de stratégies de gestion patrimoniale des réseaux. Il se décompose en tâches opérationnelles qui doivent aboutir à des avancées scientifiques et à des outils d’aide à la décision qui ont vocation à être intégrés dans les pratiques et dans le système d’information de SWDE. Ce rapport est le deuxième rapport intermédiaire du projet GePaME, il retrace les résultats obtenus au cours de la deuxième année de réalisation du projet.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Alain Husson) 02 Nov 2022

    https://hal.inrae.fr/hal-03836891
  • [hal-03836820] Gestion Patrimoniale Multi-Echelles des réseaux d'eau potable (GePaME) - Rapport intermédiaire 2021

    Partant du constat de leur intérêt commun à rechercher des réponses scientifiques et opérationnelles aux questions soulevées par la gestion patrimoniale des réseaux d’eau potable, SWDE et INRAE ont décidé de s’associer pour conduire des travaux de recherche dans ce domaine. Cela s'est concrétisé le projet « Gestion Patrimoniale Multi-Echelles des réseaux d’eau potable » (GePaME) d’une durée de trois ans et démarré le 1er septembre 2020. Il s’agit d’une collaboration de recherche interdisciplinaire qui s’intéresse i) à la compréhension du processus de fuite et à l’efficacité de la recherche de fuite (RF), ii) à l’aide à la sélection multi-objectifs et contrainte des chantiers de renouvellements, iii) à la simulation long terme de stratégies de gestion patrimoniale des réseaux. Il se décompose en tâches opérationnelles qui doivent aboutir à des avancées scientifiques et à des outils d’aide à la décision qui ont vocation à être intégrés dans les pratiques et dans le système d’information de SWDE. Ce présent rapport est le premier rapport intermédiaire du projet GePaME, il retrace les résultats obtenus au cours de la première année de réalisation du projet.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Nicolas Rodriguez) 02 Nov 2022

    https://hal.inrae.fr/hal-03836820
  • [hal-03169015] Évaluation du lien performance – patrimoine des réseaux d’eau potable

    Les paramètres de performance sont étudiés à l'échelle des services puis à l'échelle de secteurs hydrauliques pour mieux maitriser les éléments de contexte et l'homogénéité des caractéristiques des réseaux concernés et déterminer un lien éventuel avec les caractéristiques patrimoniale du réseau. L’étude du VNC ne rend pas compte de la performance d’un service car il dépend de sa taille. L’IVNC, qui prend en compte la taille du service, est très dépendant de l’urbanisation du service, ce qui masque l’impact du patrimoine. Le VNC/N est indépendant de l’urbanisation des services , cependant ces variations dépendent, de toute évidence de paramètres de contexte qui ont une plus grande importance que le patrimoine et qui n’ont pas pu être identifiés. L’étude à l’échelle des secteurs a permis d’écarter certains éléments de contexte présents à l’échelle nationale sans mettre en évidence l'impact du patrimoine, les débits de pertes semblant plutôt liés à des facteurs locaux tel que la qualité d'exploitation du réseau. Les taux de casses ont pu être reliés à l'urbanisation, à l'aléa retrait gonflement des argiles, mais dépendent d'autres facteurs non identifiés. En conclusion il apparait que les paramètres de contexte (l’urbanisation, la nature du terrain, la gestion et l’exploitation du réseau, etc.) ont un impact sur la performance qui, dans nos approches statistiques, masque celui que pourrait avoir le patrimoine (année de pose , matériau ou diamètre des canalisations). A ce stade, il n’est donc pas pertinent de proposer un indicateur ou une méthode qui permette de moduler les objectifs de performance du service du point de vue des pertes en fonction des caractéristiques qualitatives du réseau.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Alain Husson) 15 Mar 2021

    https://hal.inrae.fr/hal-03169015
  • [hal-02597881] Using a break prediction model for drinking water networks asset management: From research to practice

    Break prediction models can help water utility decision-makers to build pipe rehabilitation programs. For many years, using them has been a specialist matter. After more than 15 years of research into the ageing of water pipes, Irstea (formerly Cemagref) has developed the Linear Extension of the Yule Process (LEYP) model based on counting process theory, which relies not only on a pipe’s characteristics and environment but also on its age and previous breaks. It was then decided to develop a break prediction tool usable by water utilities: the ‘Casses’ freeware. To make this possible, it was necessary to deal with several constraints. To cope with the diversity of available data for various water utilities, flexible input data formats were designed as well as an importation module which checks the conformity and coherence of data. Tools for data management and an advice module dedicated to model calibration were conceived for non-statistician users. The break prediction results can be used directly to compare break evolution with different rehabilitation strategies and they can also feed multicriteria decision tools. In this case, the ‘Casses’ freeware can work as a ‘slave’ of the integrated application.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Eddy Renaud) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02597881
  • [hal-03836560] Méthodes automatisées de préparation des données pour la gestion patrimoniale des réseaux d’eau potable

    La gestion patrimoniale des infrastructures en eau (GPI) et la compréhension des phénomènes de fuite et de casse des conduites demandent une grande quantité de données stockées dans un format interopérable. C’est particulièrement vrai lorsqu’il s’agit de planifier le renouvellement des conduites grâce aux modèles de prédiction de leurs défaillances tels que ceux implémentés dans le logiciel Casses. Différents systèmes d’information (SI) performants existent pourtant pour stocker ces données chez les gestionnaires de réseaux. Néanmoins, peu de méthodologies ont été pensées pour intégrer des données historiques et non géolocalisées concernant les conduites et leurs défaillances dans ces SI. Dans ce travail, nous présentons un ensemble de méthodes automatisées (scripts en langage R) s’adressant à cette problématique et développées grâce aux données de la Société wallonne des eaux (SWDE) sur le secteur de Mons, dans l’optique d’alimenter le logiciel Casses. Ces algorithmes règlent essentiellement le problème de trouver la conduite du système d’information géographique défaillante, ne connaissant que l’immeuble le plus proche de cette dernière ou seulement la rue où s’est déroulée sa réparation. Pour cela, il a été nécessaire de définir rigoureusement la notion d’appartenance à une rue pour une conduite, ainsi que la manière de sélectionner le tronçon le plus vraisemblablement défaillant parmi les candidats compatibles avec la localisation renseignée, voire avec les caractéristiques connues de la réparation (diamètre, matériau). Ces méthodes, dont les limites sont également discutées, pourraient être utiles pour d’autres gestionnaires de réseaux d’eau potable qui disposent de données historiques encore non exploitées pour la construction des stratégies de GPI ou qui souhaitent faire évoluer leur SI. Enfin, les masses de données pouvant être rendues opérationnelles pour les modèles de défaillance de façon automatique représentent un gain important dans l’optique d’amélioration de la connaissance des processus de fuite et de casse des canalisations.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Nicolas Rodriguez) 02 Nov 2022

    https://hal.inrae.fr/hal-03836560
  • [hal-02610224] Méthode de prédiction de l'impact d'un renouvellement sur les pertes en eau d'un secteur

    Irstea, Veolia et Vedif ont mené de 2015 à 2018 une collaboration visant à progresser dans l'évaluation de l'efficacité des actions de lutte contre les pertes. Dans le cadre de cette étude, une méthode de prédiction de l'impact d'un renouvellement sur les pertes en eau a été développée et appliquée sur le réseau du Syndicat Mixte d'Adduction d'Eau Potable des Eaux de Loire (SMAEP EDL).

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Eddy Renaud) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02610224
  • [hal-02608570] Efficacité des actions de réduction des pertes des réseaux d'AEP : Rapport final

    Cette étude, fruit d'une collaboration entre Irstea, Veolia Environnement et VEDIF s'intéresse à l'efficacité des actions de réduction des pertes. Elle repose essentiellement sur l'exploitation des données de sectorisation et de télérelève recueillies sur deux terrains d'étude : Le Syndicat des Eaux d'Ile de France (SEDIF) et le Syndicat Mixte d'Adduction d'Eau Potable des Eaux de Loire (SMAEP EDL). L'idée de base mise en oeuvre au cours de cette étude est d'utiliser les informations fournies par la sectorisation pour quantifier de façon continue le débit de pertes en eau d'une zone, puis d'utiliser cette mesure pour quantifier l'effet des actions menées sur la zone. Dans ce contexte les premiers résultats obtenus concerne le développement de méthodes automatisées et reproductibles de traitement des données brutes pour aboutir à des grandeurs utilisables pour quantifier les pertes : Concernant les données de sectorisation, nous proposons une méthode complète de traitement des données qui permet d'associer un volume de fuite à chaque évènement répertorié sur le secteur (intervention pour réparation de fuite ou renouvellement). Les méthodes de traitement des données ont été appliquées aux terrains d'études, sur 30 secteurs du SMAEP EDL et 2 secteurs du SEDIF en ce qui concerne la sectorisation. Sur les deux mêmes secteurs du SEDIF une méthode automatisée de traitement des données brutes de télérelève a été développée et appliquée pour reconstituer au pas de temps horaire le débit des consommations d'un secteur. A partir des données de sectorisation ainsi traitées, une étude de l'efficacité des actions de réduction des pertes a été conduite. Sur les secteurs du SEDIF, les données de la télérelève ont été couplées aux données de sectorisation pour évaluer en continu le débit de pertes et explorer les déterminants des variations des consommations. Sur le SMAEP EDL, les valeurs moyennes des volumes perdus en fonction du type d'équipement du matériau et du diamètre, couplées à une prédiction des casses ont permis de proposer une estimation des volumes de fuites détectables économisés par un programme de renouvellement.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (L. Cholet) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02608570
  • [hal-02597889] Casses Software Version 2.0.0. User Manual 2010

    Casses Software Version 2.0.0. User Manual 2010.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (M. Poulton) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02597889
  • [hal-02599655] “Casses” Software for exploring and analyzing break data and predicting future break rates using the Linear Extension to the Yule Process (LEYP) model

    User manual (version 1.1.0 – mono-network)

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Eddy Renaud) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02599655
  • [hal-02578376] Etude statistique des défaillances des canalisations du réseau d'irrigation de la société du canal de Provence

    L'analyse de survie utilisant la distribution de Weibull est appliquée à la modélisation du temps séparant deux défaillances sur les canalisations du réseau d'irrigation de la société du canal de Provence. Les données sont caractérisées par un faible historique de maintenance (1950 à 1996) et une forte imprécision spatiale dans la localisation des casses. Une méthode de simulation aléatoire est proposée pour la prévision des casses.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Yves Le Gat) 14 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02578376
  • [hal-02599654] Logiciel « Casses » version 1.1.0 : Manuel d’utilisation

    Manuel d'utilisation du logiciel Casses.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Eddy Renaud) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02599654
  • [hal-00655812] Using a break prediction model for drinking water networks asset management: From research to practice

    Break prediction models can help water utility decision-makers to build their pipe rehabilitation programs. For a long time using them has been a specialist matter. After more than fifteen years of research in the field of the ageing of water pipes, Cemagref developed the LEYP model based on counting process theory that relies not only on the pipe’s characteristics and environment but also on pipe’s age and previous breaks. Then it was decided to develop a break prediction tool usable by water utilities - the “Casses” freeware. To make this possible, it was necessary to deal with several constraints. To cope with the diversity of available data for various water utilities, a flexible input data formats were designed as well as an importation module which checks the conformity and the coherence of data. Tools for data management and an advice module dedicated to model calibration were conceived for non-statistician users. The break prediction results can be used directly to compare break evolution with different rehabilitation strategies; they also can feed multicriteria decision tools. In this case, the freeware “Casses” can work as a “slave” of the integrated application.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Eddy Renaud) 02 Jan 2012

    https://hal.science/hal-00655812
  • [hal-02577501] Programmation du renouvellement des conduites d'eau potable et d'assainissement : apport des modèles statistiques

    Ce document décrit certaines techniques statistiques utilisées pour évaluer l'évolution de l'état d'une canalisation, outil parmi d'autres dans la prise de décision concernant le renouvellement des réseaux d'eau potable. Le contrôle de l'état d'un réseau peut être réalisé de différentes méthodes ; ici la méthode proposée est de réparer préventivement en utilisant une analyse prédictive pour estimer le nombre probable de casses qu'une canalisation risque de subir. Ainsi, un modèle de prévision des casses est présenté et son utilisation dans les réflexions économiques précédant la prise de décision est évoqué.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Bernard Brémond) 14 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02577501
  • [hal-02588642] Système Intégré d'aide au Renouvellement Optimisé des COnduites, adapté aux petites et moyennes collectivités : SIROCO

    La finalité du projet SIROCO (Système Intégré d'aide au Renouvellement Optimisé des COnduites adapté aux petites et moyennes collectivités distributrices d'eau potable) est de mettre à la disposition des petites et moyennes collectivités distributrices d'eau potable un outil permettant de hiérarchiser les tronçons de canalisation candidats au renouvellement. Les petites et moyennes collectivités ne disposent pas individuellement d'une masse de données suffisante pour permettre une utilisation satisfaisante des modèles de prévision de casses. L'originalité du projet consiste à mutualiser les données de plusieurs collectivités pour lever cet obstacle et à asseoir l'ensemble du dispositif sur un système d'information géographique (SIG). Après avoir vérifié la pertinence de la mutualisation des données pour l'application de modèles de prévision de casses et défini des règles topologiques de représentation des réseaux permettant l'utilisation d'un modèle de calcul de la fiabilité hydraulique à partir des données issues d'un SIG, un module d'aide à la décision basé sur une approche multicritère a été développé et intégré dans le SIG.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Bernard Brémond) 15 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02588642
  • [hal-02577553] La modélisation statistique : aide à la décision dans le renouvellement des réseaux

    Cette communication décrit deux types de modèles statistiques utilisés comme aide dans la prise de décision de renouveler les réseaux de distribution d'eau et d'assainissement. Les modèles ne concernent que les conditions structurelles de ces réseaux. L'objectif est de prédire l'occurence de casses ou d'anomalies pour un environnement connu. Quelques exemples d'application sont présentés.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Bernard Brémond) 14 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02577553
  • [hal-02597668] Réduction des pertes dans les réseaux d’alimentation en eau potable du département de la Gironde : prise en compte des caractéristiques des secteurs dans la lutte contre les fuites : rapport d’étape n°1 : Collecte et analyse des données

    Le présent document constitue le premier rapport d’une étude sur la quantification et la réduction des pertes des réseaux d’alimentation en eau potable réalisée par le Cemagref dans le cadre d’une convention de trois ans passée avec le Conseil Général de la Gironde, et associant trois collectivités distributrices partenaires dotées d’une sectorisation : - la commune de Lacanau ; - le Syndicat Intercommunal des Eaux et de l’Assainissement (SIEA) du canton de Guîtres ; - la Régie Municipale Multiservices (RMMS) de La Réole. Cette étude a pour finalité la valorisation, pour l’ensemble des maîtres d’ouvrage en eau potable du département, des données issues de la sectorisation en vue de réaliser des économies d’eau sur les réseaux. Elle vise plus particulièrement les objectifs suivants : - définir un lien entre les caractéristiques structurelles des réseaux et les pertes ; - étudier l’influence de la pression sur les pertes ; - analyser et quantifier les pertes difficilement réductibles. La première année de l’étude a été consacrée au recueil et à l’analyse des données concernant les réseaux des collectivités partenaires. Ce rapport présente tout d’abord le contexte de l’étude, puis les trois services et fait le point sur les données recueillies, celles-ci comprenant : - les données relatives au système et à son fonctionnement (informations de base, caractéristiques structurelles, pression et consommateurs atypiques) ; - les données relatives aux interventions sur le réseau (réparation des fuites et casses, événements d’exploitation influençant les débits) ; - les données relatives aux mesures (données caractéristiques des comptages, représentation de la sectorisation sous forme de synoptique, formules de calcul des débits des secteurs, mesures des débits et mise en forme des mesures).

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Eddy Renaud) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02597668
  • [hal-02599648] Logiciel de prévision des casses des réseaux d’alimentation en eau potable : « Casses » - Développement de la version 2

    Document de cadrage pour le développement de la version 2.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Eddy Renaud) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02599648
  • [hal-02597888] Logiciel Casses Version 2.0.0. Manuel d’utilisation

    Logiciel Casses Version 2.0.0. Manuel d’utilisation.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Eddy Renaud) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02597888
  • [tel-02588910] Un outil d'aide à la maîtrise des pertes dans les réseaux d'eau potable : la modélisation dynamique de différentes composantes du débit de fuite

    Le vieillissement des réseaux d'eau potable entraîne une dégradation de leur performance. L'importance des enjeux financiers impliqués dans le maintien de la qualité du service impose une gestion patrimoniale motivée et maîtrisée. Les fuites, dont les effets sont particulièrement préjudiciables à la ressource, constituent un des indicateurs du niveau de détérioration des infrastructures. Ce travail présente un outil capable de prévoir l'évolution des fuites, intégrant leur croissance naturelle avec le temps et les différents types d'interventions de l'exploitant visant à les réduire. Pour cela, nous disposons de chroniques de débits de fuite et de réparations sur des réseaux sectorisés qui servent au calage du modèle dynamique élaboré, appelé modèle trois états. Il est basé sur la double hypothèse que les fuites apparaissent selon un processus de Yule et qu'elles se transforment avec le temps pour passer par trois états successifs (fuites diffuses, fuites non repérées et casses manifestes). S'appuyant sur l'âge moyen des secteurs, il reconstitue dans un premier temps les différentes chroniques sélectionnées en décomposant le débit de fuite en une part liée aux fuites diffuses et une autre composée des fuites non repérées. Dans un second temps, il permet de suivre l'évolution de ce débit à différents horizons lorsque le secteur est soumis à divers scénarios de gestion. La simulation des effets d'opérations de recherche de fuites ou de renouvellement est rendue possible par la formulation du modèle et peut ainsi orienter les choix et la programmation des interventions du gestionnaire.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (O. Chesneau) 15 May 2020

    https://hal.inrae.fr/tel-02588910

 

Le logiciel PORTEAU a généré des articles scientifiques et des documents techniques qui peuvent être retrouvés sous la collection HAL INRAE en recherchant ceux dédiés à PORTEAU  :

HAL : Dernières publications

  • [hal-02608632] ResiWater deliverable report D4.1: Stable and reliable pressure dependent modeling

    This report describes different methods for modelling of pressurized water supply networks with consideration of pressure dependent demands (PDM: Pressure Driven Modelling). The capability of a hydraulic network simulation software to correctly deal with pressure dependent demands is essential for the development in ResiWater. In case of system failures that might be caused by pipe bursts, natural disasters or malevolent attacks by humans, the pressure is reduced due to decreased capacity of the system. In such case, the common DDM solvers (DDM: Demand Driven Modelling) deliver unrealistic results with negative pressures while maintaining the defined outflows at the side of the customers. PDM modelling fixes this problem by automatically reducing the demand when the pressure drops under the minimum service pressure. The deliverable starts with an overview of existing approaches to PDM. Problems with convergence are well documented in literature. Two different methods for solution are proposed in the main part. The first includes a step size control based on Goldstein criterion. It has been published already in a journal that's why it is not presented in detail in the deliverable. The second approach contains the so-called Content Model formulation of the PDM problem that delivers also statements about existence and uniqueness of the solution. For numerical calculation, an active set method is proposed. The methods have been implemented in Matlab and successfully tested for several test networks with up to 20.000 nodes under strong PDM conditions (almost all nodes are in PDM mode). Small examples exist also in Excel. The approach will be also implemented in Porteau and SIR 3S as part of the reliable hydraulic system solver (task 4.4). Tests were made in SIR 3S for the BWB pilot networks. The deliverable ends with Conclusion.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Olivier Piller) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02608632
  • [hal-02599647] Porteau version 3 : Logiciel de simulation de réseaux d’eau sous pression : Manuel d’installation

    Manuel d'installation du logiciel de simulation de réseaux d'eau sous pression.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Gilbert) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02599647
  • [hal-00653763] Porteau: An Object-Oriented programming hydraulic toolkit for water distribution system analysis

    Several computer tools exist for Water Distribution Systems Analysis. The most well known of which Epanet will not be maintained in the near future. To remedy this, open source development projects have recently been proposed. Cemagref have developed the Porteau software, with several tools. They have decided to make their software open and freely available. In this paper, we present our experience to design a hydraulic toolkit for Water Distribution Analysis which could benefit the community in the context of an open-source project. Firstly, technology choices are explained and highlighted in the current context. Some key elements were the objectives of a multiplatform product, the graph library availability and computation performance. Then, the main results in terms of packages and classes are presented. Graph elements consist of nodes, links and hydraulic devices. A collection of hydraulic devices/equipments may be placed at different locations on a pipe. Different classes with distinct attributes and methods have been created for the nodal and link demands as well as for the local and background leakages. Finally, the calculation targets are described with an example of extension ease with pressure-driven modelling and a reliability measure.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Olivier Piller) 20 Dec 2011

    https://hal.science/hal-00653763
  • [hal-02598804] Lessons learned from restructuring a hydraulic solver for parallel computing

    Hydraulic network software has to solve a set of linear equations repeatedly in an iterative process making them computationally intensive for large systems. The objective of this study was to restructure the Porteau hydraulic freeware by using parallel computational techniques. The method used consists of comparing two linear solver algorithms, a direct Cholesky kind method with nested dissection renumbering and an indirect preconditioned Conjugate Gradient. A message-passing interface C++ tool called from Java is used for the parallelism. Numerical tests and experimental performance curves on networks on medium and large sizes confirm the computational time decreases for systems with more than 4,500 nodes.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Olivier Piller) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02598804
  • [hal-02581672] Least Action Principles Appropriate to Pressure Driven Models of Pipe Networks

    Nowadays, the operation of a drinking water supply network can be assessed by using hydraulic computer models, such as "Porteau", developed by Cemagref. These models are accurate for high volume flows (such as emptying or filling of tanks) but less so for minimum flows. Partially closed valves, small diameter pipes and overestimation of consumption lead to difficult numerical problems. In these cases, optimization is required to prevent non-convergence of solutions. Besides, for such a model, consumption is an input and has to be estimated without considering the available pressure. Thus, demand overestimation is emphasized at the time of a network dysfunction, such as pipe breaks, pump failures and missing water resources. For about ten years, authors have proposed demand depending on available head. Such a model is known as a "Pressure Driven Model" (PDM), but theory and solving tools have not been fully developed yet.Firstly, two problems of optimization are associated to (PDM): one is written in terms of head loss and head, and the other in terms of flow rates. As with the classical models, they correspond to principles of least action. Next, equivalence of formulations and solution existence and uniqueness are demonstrated. Then, three descent algorithms of Newton type are proposed. Finally, the efficiency of these algorithms is proved in solving former problematic study cases.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Olivier Piller) 14 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02581672
  • [hal-02586869] Calibration methodology for a residual chlorine decreasing model in drinking water networks

    Residual chlorine concentration is an indirect indicator of the quality of distributed water. Originators and managers of networks use this indicator in the dimensioning process and in their practical decisions. The model used for this study is the quality module of the water distribution system simulation software PORTEAU. The parameters required for the calculation of the concentrations are the kinetic constants of reaction of the different pipes. The lack of precise knowledge concerning these constants prevents us from calculating them explicitly, so we must proceed to a calibration. Measurements are then necessary to guide the choice of the parameter values. This calibration depends on the place of the measurements. Different methods transposed from the hydraulic field are tested to get the best alternative to the potential points of measurement. This choice is based on the minimization of the error made in the estimation of the parameters. After analysis and comparison, the methods suggested by Bush (1998) and Piller (1999) are adopted, programmed and applied to a study network. They both use a sensitivity matrix, whose coefficients are built, for our study, on a theoretical study carried out on simple elements, widened to the whole network. The method proposed here constitutes a means for approaching the derivatives composing the real coefficients of sensitivity. These matrices are then treated to give a classification of the possible combinations of measurement points and thus provide the best choice. Once the points have been chosen, automatic calibration can be set up with a Levenberg Marquardt algorithm.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Olivier Chesneau) 15 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02586869
  • [hal-02599660] Porteau 3 Documentation: User guide, April 2009

    Guide d'utilisation du logiciel Porteau en anglais.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Gilbert) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02599660
  • [hal-02599646] Progiciel PORTEAU : Logiciels pour le Fonctionnement et l’Optimisation des Réseaux d’Eau sous Pression : descriptif Technique Générale

    Descriptif technique du logiciel PORTEAU.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Gilbert) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02599646
  • [hal-01118463] LES and DNS simulations of imperfect mixing for Double-Tee junctions

    There is a need for water distribution network models to better assess water quality for safety and security in case of contamination intrusion. One critical enhancement needed is to take into account imperfect mixing at junctions. This paper completes previous work by conducting LES and DNS CFD calculation and laboratory experiments. Statistics were compiled on large-size networks in France and Germany to serve to design a test rig and supply CFD cases for the numerical simulation. The main influencing factors were identified to be: the inter-Tee distance and three of the Reynolds numbers of the inlets/outlets. A lookup table and interpolation methods are used to model inside a one-dimensional model. This is implemented in the transport module of Porteau software.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Hervé Ung) 19 Feb 2015

    https://hal.science/hal-01118463
  • [hal-02598803] Simulating pressure control valves in Porteau

    More and more water utilities are using hydraulic software solutions to predict the working of their water distribution network. Simulating pressure control valve in the steady state context, because of the unknown status of the valve, may cause a problem of convergence or even lead to unrealistic results. The objective of this paper is to present a method to determine the correct status of pressure control valves. Contrary to Epanet that treats this problem as an integer-programming problem, the valve status problem is relaxed to become continuous and formulated as a least-squares criterion. The friction factor served as a status control variable, which is minored by a nonnegative lower limit (for an open valve) and less than a large positive number representing a closed valve. A focus is made on the resolution of this constraint by a projection method. The implementation of the method within the Porteau hydraulic software leads to convincing and enhanced results. Three simple case studies are shown as a demonstration.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Olivier Piller) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02598803
  • [hal-02577812] Intégration d'un module qualité dans la chaîne Porteau pour Windows

    Un module temps de séjour couplé avec le calcul hydraulique de "ZOMAYET" sous "PORTEAU sous WINDOWS" apparaît aujourd'hui comme un outil nécessaire au diagnostic de qualité d'un réseau de distribution d'eau. Cette étude décrit la problématique et donne les éléments pour calculer en chaque point du réseau et pour une journée type, l'âge de l'eau, la provenance des sources et la concentration d'un constituant (chlore, plomb, bactéries...).

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Olivier Piller) 14 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02577812
  • [hal-02599659] Documentation Porteau 3 : Guide utilisateur

    Guide d'utilisation du logiciel PORTEAU.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Gilbert) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02599659
  • [hal-02583589] Simulation des réseaux d'alimentation en eau potable : détermination des niveaux de construction des modèles

    L'évolution récente de l'équipement et des logiciels informatiques a permis la modélisation détaillée des réseaux d'alimentation en eau potable. De ce fait, pour un réseau important, un modèle de plusieurs milliers de noeuds est chose courante. Les difficultés rencontrées lors de l'exploitation de ces modèles nous a conduit à définir des niveaux de construction plus adaptés au travail d'étude des réseaux. Pour cela, nous avons élaboré une méthode qui tient compte à la fois : - de la nature des études conduisant à l'utilisation des modèles, - des différences de comportement hydraulique entre secteurs.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (J. Albertin) 15 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02583589
  • [hal-02601874] Calage de paramètres hydrauliques pour des modèles de transport améliorés dans un réseau d'eau

    Le projet SMaRT −OnlineWDN, sur la fiabilité et la sécurité des réseaux d’eau, est en lien avec le développement et l’amélioration du code Matlab du logiciel Porteau. Le calage, qui repose sur un problème d’optimisation, a été amélioré en ajoutant une nouvelle formule de perte de charge (Darcy-Weisbach) qui tient compte du régime de l’écoulement et en introduisant un nouveau modèle avec une consommation dépendante de la pression. A ces modifications, il faut également ajouter l’utilisation des sensibilités pour le placement optimal de capteurs afin de minimiser l’impact des imprécisions sur l’estimation des paramètres. Sur des exemples précis, il est montré l’utilité du modèle PDM pour caler la demande. Enfin, j’ai aussi travaillé sur le problème du transport où le calage de paramètres hydrauliques à partir de mesures de concentration est initié. Ceci devra être achevé pour que cette partie soit intégrée au logiciel Porteau.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (L. Roulant) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02601874
  • [hal-02597884] Caractérisation et évaluation de la pression moyenne minimale d’une zone de desserte d’un réseau d’alimentation en eau potable

    La lutte contre les pertes dans les réseaux est une préoccupation majeure tant du côté des organismes publics que des exploitants. Afin d’évaluer le potentiel de réduction des fuites dans les réseaux d’eau potable, il est nécessaire de se munir d’indicateurs pertinents et complets. En France, contrairement à ceux utilisés à l’étranger, aucun indicateur caractérisant la performance des services d’eau et spécifié dans le code général de collectivités territoriales ne prend en compte la pression de service du réseau. Or la pression influe sur le niveau des pertes d’un réseau et sa gestion est un mode reconnu de lutte contre les fuites. Face à ce constat, l’unité Réseau Epuration et Qualité des Eaux d’Irstea de Bordeaux et la direction technique et synergies de Veolia Eau se sont engagés dans une collaboration dont le but est la création d’un indicateur de pertes des réseaux d’alimentation en eau potable incluant le nombre de branchements et la pression. Ce mémoire présente une étude dont la finalité est l’évaluation de la pression moyenne minimale qui peut être atteinte sur une zone de desserte avec les technologies disponibles et dans le respect des standards de qualité du service délivré aux usagers. L’étude a débuté par un état de l’art sur les techniques et technologies existantes en matière de régulation de pression, ainsi que sur la façon dont ces appareils sont représentés au sein des logiciels de modélisation hydraulique PORTEAU, EPANET et SynerGEE. Une méthode de détermination de la pression minimale d’une zone est ensuite proposée et mise en oeuvre sur dix secteurs extraits de trois terrains différents. Enfin une analyse des résultats permet d’établir un lien entre les caractéristiques des secteurs étudiés, et la pression moyenne minimale calculée.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Floriane Ben Hassen) 16 May 2020

    https://hal.inrae.fr/hal-02597884

Date de modification : 29 octobre 2023 | Date de création : 28 octobre 2023 | Rédaction : INRAE | S. Sabatié