Adaptation d'une méthode de sectorisation des réseaux de distribution d'eau potable et application aux réseaux de deux municipalités au Québec

Le Québec est la province canadienne ayant la consommation d’eau la plus élevée (795 litres/personne/jour en 2006). Cet important volume d’eau est en partie dû au pourcentage élevé de pertes en réseau de distribution d’eau potable (26%). Dans ce contexte, la sectorisation consiste en la division d’un réseau en plusieurs secteurs permanents ou non, délimités par des vannes fermées et des débitmètres (points d’entrée). Pour chaque secteur, un suivi des débits peut être effectué à une échelle qui permet de distinguer, après analyse des débits de nuit, la consommation normale et les fuites. À ce jour, quelques études européennes se sont concentrées sur le développement d’approches visant à informatiser la sectorisation tout en respectant un ensemble de critères. Toutefois, les caractéristiques des réseaux de distribution d’eau potable nord-américains rendent difficile l’application directe de ces méthodes puisque trois principaux facteurs diffèrent : (1) la topologie des réseaux nord-américains est habituellement plus maillée (et moins ramifiée) que celle des réseaux européens; (2) les réseaux nord-américains sont composés de conduites de plus grands diamètres pour assurer la protection contre les incendies, ce qui n’est pas le cas des réseaux européens et (3) la formation des secteurs des réseaux européens est généralement déterminée dès la phase de conception (contrairement aux réseaux nord-américains). Dans le cadre de ce mémoire, une approche heuristique récemment développée par DiNardo et DiNatale (2011) a été adaptée de façon à définir les frontières des secteurs des réseaux de distribution d’eau potable québécois (délimitation des secteurs, identification du nombre et de la localisation des vannes à fermer et des débitmètres à installer). Les travaux, réalisés en collaboration avec l’entreprise Aqua Data Inc., guident l’utilisateur vers l’obtention d’une solution parmi un ensemble de solutions de sectorisation géographiquement et hydrauliquement semblables tout en tenant compte des besoins en matière de protection contre les incendies. Contrairement aux travaux existants, les frontières des secteurs finaux considèrent les vannes disponibles et opérables. Cet aspect des travaux repose sur les recours à un algorithme d’optimisation. Les réseaux de distribution d’eau potable de deux municipalités québécoises sont à l’étude; ceux-ci possèdent des caractéristiques topologiques (maillage et ramification) et topographiques (présence de paliers hydrauliques) différentes, ce qui permet de vérifier la pertinence de l’applicabilité des présents travaux. Les résultats obtenus avec la sectorisation développée par DiNardo et DiNatale (2011) et la sectorisation issue des présents travaux sont comparés pour les deux réseaux d’étude québécois, à l’aide d’un ensemble d’indicateurs de natures hydraulique et topologique. Cette comparaison démontre la pertinence d’appliquer la méthode adaptée dans le cadre des présents travaux pour obtenir une solution hydrauliquement convenable pour des réseaux nord-américains. La comparaison des indices évaluant la performance de l’ensemble du réseau met en perspective l’approche nouvellement développée (avantages, limites, utilités)