Gestion adaptative des débits en réseau de distribution pour contrôler la qualité de l'eau

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Les réseaux de distribution d'eau potable sont des systèmes physiques, chimiques et biologiques complexes par lesquels l'eau potable transite de l'usine de production aux consommateurs. La qualité de l'eau se dégrade tout au long de son parcours, influencée par la température de l'eau et les caractéristiques des conduites dans lesquelles elle transite (p.ex. matériau, diamètre, corrosion aux parois, biofilm). La qualité de l'eau varie aussi dans le temps selon diverses échelles: à court terme selon le temps de séjour et, à plus long terme, selon les saisons, l'âge des conduites et les réparations, réhabilitation et/ou renouvellement qu'elles ont subis à travers leur vie utile. Cette dégradation de la qualité entraîne des risques pour la santé publique pouvant être aigus ou chroniques. La gestion de la qualité de l'eau en réseau en contrôlant l'hydraulique est définie dans ce programme de recherche comme de la «gestion adaptative». Elle nécessite une connaissance fine des cinétiques de dégradation du chlore (volume et parois) et de formation des sous-produits de la désinfection (SPD) le long de parcours hydrauliques aux caractéristiques connues. La gestion adaptative permet d'entrevoir la prise de décision sur la rechloration en réseau et les priorités de réhabilitation/renouvellement des conduites d'un tout nouvel angle. Les objectifs spécifiques sont : 1) développer une démarche méthodologique «full-scale» originale pour déterminer les cinétiques de dégradation du chlore aux parois de conduites de différentes caractéristiques physiques le long de parcours hydrauliques; 2) évaluer l'influence des conduites de différentes caractéristiques physiques sur les cinétiques de formation des SPD; 3) développer un modèle en gestion adaptative dans lequel les parcours hydrauliques en réseau seront optimisés selon les temps de séjour, les cinétiques de dégradation du chlore et les cinétiques de formation des SPD propres aux caractéristiques des conduites; et 4) évaluer des scénarios de rechloration en réseau et de réhabilitation/renouvellement des conduites avec le modèle optimisé en gestion adaptative. La méthodologie pour ce programme de recherche fait appel à des techniques diversifiées, soit: des campagnes d'échantillonnage intensives sur des réseaux de distribution qui généreront de nouvelles données, des analyses in situ et en laboratoire, de la modélisation/simulation hydraulique en réseau, de l'optimisation et des analyses statistiques. Les objectifs spécifiques sont développés à l'échelle de quartiers sur des cas de réseaux réels, une contribution majeure et originale de la recherche au développement de nouvelles connaissances et approches méthodologiques. Le concept et le modèle de gestion adaptative développés en prenant en compte la synergie existant entre l'hydraulique et la qualité de l'eau pourront servir pour tout réseau de distribution municipal à travers le monde.