Th. doct.-ing.--Nancy, I. N. P. L., 1978.

Il est communément accepté qu'une stratégie de maintenance préventive efficace est indispensable pour optimiser la durée de vie d'un ouvrage donné. La présent travail de thèse s'inscrit dans le cadre du projet ANR-EVADEOS (Évaluation non destructive des ouvrages pour la prévision des dégradations et l'optimisation de leur suivi) dont l'objectif est de fournir aux gestionnaires d'ouvrages en béton une stratégie de maintenance préventive vis-à-vis de la corrosion des armatures, en tenant compte des aspects physico-chimiques, ainsi que des contraintes et moyens techniques et financiers des gestionnaires. S'agissant d'une démarche préventive, l'utilisation de modèles de prévision des dégradations est nécessaire. L'objectif global de cette etude est d'orienter le gestionnaire d'ouvrage quant au choix du modèle le plus approprié pour sa structure compte tenu des données dont il dispose et de sa stratégie de maintenance souhaitée. Une synthèse des modèles existants a donc été menée. Cependant, cette étude se focalise par la suite sur les modèles simplifiés car ces derniers ont été conçus pour une utilisation en ingénierie et sont plus accessibles pour le gestionnaire d'ouvrage. La quantité de données disponibles est variable d'un ouvrage à l'autre, ce qui impose de faire des inspections lorsque les données sont insuffisantes pour alimenter les modèles prévisionnels. De plus, les modèles simplifiés ne fournissent que des informations en un point de la surface d'une structure mais ne permettent pas la description des dégradations sur l'ensemble d'une surface, chose essentielle dans une stratégie de maintenance. Enfin, les mécanismes de dégradations, les instruments de mesures et la prévision des modèles sont sujets à des incertitudes. La prise en compte de ces dernières est une démarche essentielle pour l'optimisation de la maintenance. Trois critères ont donc été proposées dans le présent travail de thèse pour le choix d'un modèle : (i) l'adéquation des moyens requis pour son utilisation avec les moyens du gestionnaire (ii) sa capacité à propager des incertitudes (iii) sa capacité à reproduire la corrélation spatiale des dégradations. Les résultats mettent en évidence que les moyens disponibles pour l'inspection ont une forte incidence sur le choix du modèle. D'autre part, l'importance des incertitudes a une influence sur la capacité des modèles à reproduire la corrélation spatiale des dégradations. Dans le travail réalisé, un maître d'ouvrage peut trouver une aide à la décision quant au choix du modèle le plus approprié pour sa structure, compte tenu de ses contraintes de gestions. / It is widely accepted that an efficient maintenance strategy is required to optimize life-cycle of a given structure. This thesis was carried out within the ANR-EVADEOS project, which aims to provide such preventive maintenance strategy for building managers, against RC-corrosion. Physicochemical phenomena as well as the management constraints and financial constraints are also taken into account. The prevision could be made using predictive models. The main objective of this work is to setup a decision tool for selecting appropriate model for a given structure with respect to data availability and management constraints. A synthesis of existing models was carried out, however, this study focused in the sequel on simplified models given that these latter are user-friendly for building managers. When available data is not sufficient to provide input parameters of the models, inspection should be carried out. On the other hand simplified models provide assessment of degradation at a given point of the structure but are not able to compute this assessment over all a surface of a structure. Finally, the degradation processes, the instruments used for inspection, and the computation of the models are all subjected to uncertainties. Taking into account these latter is of utter importance for enhancing maintenance strategy. Three criteria was identified for the selection of the models : (i) data availability and resources allocated for maintenance (ii) the ability of the model to transfer uncertainties, and (iii) to transfer spatial correlation. Results show that data availability has significant impact on the model selection. On the other hand when the magnitudes of uncertainties are larger, ability of the models to reproduce the spatial correlation of the degradations is reduced. The tool for models selection proposed in this work could be useful for building managers.

La susceptibilité génétique modulerait le risque de retard de croissance intra-utérin (RCIU) associé à l’exposition prénatale aux sous-produits de chloration de l’eau (SPCs). Sur un échantillon de 1432 paires mère-enfant provenant d’une étude cas-témoins populationnelle menée dans la région métropolitaine de Québec (Canada), nous avons étudié l’association entre certains polymorphismes nucléotidiques (SNPs : single nucleotide polymorphisms) des gènes du cytochrome P450, CYP1A2, CYP2A6, CYP2D6 et CYP17A1 chez les paires mère-enfant et le RCIU défini comme le petit poids de naissance pour l’âge gestationnel (PPAG 10e percentile). Nous avons ensuite évalué l’effet modifiant des SNPs de ces gènes sur l’association entre l’exposition maternelle aux SPCs, trihalométhanes (THMs) et acides haloacétiques (AHAs), durant le troisième trimestre de grossesse et le PPAG. L’ADN fut extrait des cellules sanguines ou salivaires. Les SNPs furent sélectionnés par l’outil Tagger et furent génotypés par le système Sequenom MassARRAY. Les analyses furent effectuées à l’aide de modèles de régression logistique multiple ajustés pour les facteurs de risque du RCIU. Des interactions positives ont été rapportées entre l’exposition aux trihalométhanes totaux (TTHMs), aux cinq espèces des AHAs règlementées et les allèles rs4919687 A et rs743572 G du gène CYP17A1 chez l’enfant sur le PPAG, tandis que chez la mère, des interactions négatives ont été observées entre l’exposition aux TTHMs et les allèles rs4919687 A et rs743572 G du gène CYP17A1. Cependant, ces interactions perdaient leur significativité statistique après correction pour l’utilisation de tests multiples. Il y a certaines évidences, bien que faibles, de l’existence d’un potentiel effet modifiant des allèles du gène CYP17A1 sur l'association entre l’exposition aux SPCs et le PPAG. De prochaines études ayant une plus grande taille d’échantillon permettront de valider ou non ces résultats. / Some epidemiological studies suggest that genetic susceptibility modulates chlorination by-products (CBPs) effects on fetal growth. In a sample of 1432 mother-child pairs came from a population-based case-control study conducted in Quebec City area (Canada), we assessed the association between single nucleotide polymorphisms (SNPs) in CYP1A2, CYP2A6, CYP2D6 and CYP17A1 mother or foetus genes on intra-uterine growth restriction (IUGR) defined as small for gestational age (SGA 10th percentile). Further, we evaluated the interaction between maternal exposure to trihalomethanes (THMs) or haloacetic acids (HAAs) during the third trimester and SNPs in CYP1A2, CYP2A6, CYP2D6 and CYP17A1 mother or foetus genes. DNA was extracted from blood or saliva cells. Tag SNPs were selected by Tagger tool and the Sequenom’s MassARRAY system was used for SNPs genotyping. Analysis were performed by unconditional logistic regression with control of known risk factors of IUGR. Positive interactions were found between exposure to total trihalomethanes (TTHMs) and five regulated HAAs species and neonate carrying CYP17A1 rs4919687 A or rs743572 G alleles on SGA, whereas negative interactions were found between TTHMs exposure and mother carrying CYP17A1 rs4919687 A or rs743572 G alleles. However, after correction for multiple testing, reported interactions became non statistically significant. There is some evidence, albeit weak, of a potential modification of effect of the association between CBPs exposure and SGA by SNPs in CYP17A1 gene. Further larger-scale studies are needed to validate these observations.

La formation des sous-produits de chloration dans les piscines couvertes dépend de nombreux paramètres cinétiques et hydrauliques. Cette étude propose le développement d’un modèle de prédiction de la formation de certains sous-produits de chloration et de leur transfert dans l’air. La construction du modèle est basée sur le couplage de constantes cinétiques déterminées à l’échelle laboratoire avec des modèles hydrauliques caractérisant les écoulements dans le bassin. Afin de calibrer et de valider les modèles, un bassin expérimental à l’échelle 1/10ème a été mis en place. Par ailleurs, une méthode de mesure des concentrations des sous-produits de chloration dans l’eau et dans l’air par Membrane Inlet Mass Spectrometry a été évaluée. La représentativité et la reproductivité des expériences réalisées sur le bassin ont été étudiées. À l’échelle laboratoire, les constantes cinétiques de consommation du chlore, de formation du chloroforme et de formation du dichloroacétonitrile par chloration du Body Fluid Analogue utilisé pour mimer les apports organiques des baigneurs ont été déterminées. Le comportement hydraulique du bassin a été modélisé par une série de réacteurs idéaux. Cette modélisation a été validée par la réalisation d’expériences de traçage sur le bassin expérimental. Enfin, les constantes de transfert eau-air des sous-produits de chloration volatils ont été déterminées et comparées avec plusieurs modèles de la littérature. Les résultats obtenus montrent que les modèles permettent de prévoir de façon satisfaisante l’évolution des paramètres modélisés. Le bassin expérimental constitue également un outil prometteur pour la calibration de modèles et l’évaluation de solutions de traitement. / The formation of chlorination by-products in swimming pools depends on many kinetic and hydraulic parameters. This study presents the development of a predictive model for the formation of chlorination by-products as well as their water-to-air transfer. The model is based on the coupling of kinetic rates determined in batch with hydraulic models which describe the flows in the basin. A pilot pool unit has been built in order to collect experimental data for the calibration and validation of the models. Moreover an analytical method by Membrane Inlet Mass Spectrometry has been assessed. The representativeness and the reproducibility of experiments performed on the pilot pool unit have been described. Kinetic rates for chlorine consumption, chloroform formation and dichloroacetonitrile formation have been studied at lab scale, based on chlorination experiments of a Body Fluid Analogue, a mix of chemicals which reproduces human intakes in swimming pools. The hydraulic behavior of the basin has been modeled by a series of ideal reactors. The model has been validated by comparison with tracer-based experiments. Finally, water-to-air transfer rates have been determined and compared with models from the literature. The modeled parameters were satisfactorily modeled. Moreover the pilot pool unit has been demonstrated to be useful in calibrating models or in assessing treatment solutions.

O presente trabalho foi realizado em sua maior parte no Brasil. Entretanto, com o intuito de enriquecer a pesquisa, realizou-se coleta de dados por um período de seis meses na Universidade de Wageningen - Holanda. Na etapa realizada no Brasil se propôs: estudar a formação de subprodutos (aldeídos e trialometanos) da desinfecção de efluente de tratamento anaeróbio esgoto sanitário com ozônio, cloro e ozônio/cloro; verificar como os desinfetantes atuam no processo de oxidação; conhecer o grau de toxicidade bem como o efeito do residual do ozônio e cloro empregando Daphnia similis e Danio rerio como organismos-teste e, ainda, analisar a eficiência do ozônio, cloro, ozônio/cloro na inativação de microrganismos. Na etapa da pesquisa realizada na Holanda se propôs: estudar a formação de subprodutos (aldeídos) da desinfecção de efluente de tratamento anóxico com ozônio, ozônio/cloro e ozônio/peróxido de hidrogênio (peroxônio); verificar como os desinfetantes atuam no processo de oxidação; e, ainda, analisar a eficiência do ozônio, ozônio/cloro na inativação de microrganismos indicadores. Nos estudos realizados, pode-se verificar uma expressiva formação de aldeídos com predominância de formaldeído e, principalmente, acetaldeído que apresentou uma maior concentração de formação para os ensaios realizados no Brasil. A formação de aldeídos nos ensaios realizados na Holanda seguiram o mesmo comportamento dos realizados no Brasil, porém, como uma menor formação. Para os ensaios de cloração e ozonização/cloração foi observada a baixa formação de trialometanos. Os testes de toxicidade que usaram como organismo-teste - Daphnia similis - apresentaram toxicidade nos ensaios em que se aplicou 8,0 mg \'O IND.3\'/L, assim como em todas dosagens aplicadas nos ensaios de cloração e, também, para o ensaio de ozonização/cloração para dosagem aplicada de 5,0 mg \'O IND.3\'/L / 10 mg \'CL IND.2\'/L. Em relação ao organismo-teste - Danio rerio - foi detectado toxicidade aguda no ensaio em que se aplicou 5,0 mg \'O IND.3\'/L e tempo de contato 5 minutos e 8,0 mg \'O IND.3\'/L e tempo de contato 15 minutos. / The present work was mostly carried out in Brazil. However, aiming to enhance the research, a six-month data collection was performed at the Wageningen University - the Netherlands. The step carried out in Brazil proposed: to study the formation of by-products (aldehydes and trihalomethanes) from the disinfection of an anaerobic treatment wastewater effluent with ozone, chlorine and ozone/chlorine; to verify how disinfectants act in the oxidation process; to know the degree of toxicity as well as the effects of residual ozone and chlorine employing Daphnia similis and Danio rerio as test-organisms; and, yet, to analyze the efficiency of ozone, chlorine and ozone/chlorine in the inactivation of microorganisms. The step of this research that was carried out in the Netherlands proposed: to study the formation of by-products (aldehydes) from the disinfection of an anoxic treatment effluent with ozone, ozone/chlorine and ozone/hydrogen peroxide (peroxonium); to verify how disinfectants act in the oxidation process; and, to analyze the efficiency of ozone, ozone/chlorine in the inactivation of indicating microorganisms. It was possible to indentify, in the performed studies, an expressive formation of aldehydes with a formaldehyde predominance and, mainly, acetaldehyde that presented a higher formation concentration in the essays carried out in Brazil. The aldehydes formation concentration detected in the essays carried out in The Netherlands followed the same behavior of the ones carried out in Brazil, however with a smaller formation. A low formation of trihalomethanes was observed for the chloration and ozonization/chloration, essays. The toxicity tests that used Daphnia similis as test-organisms presented toxicity in the essays that 8.0 mg \'O IND.3\'/L was applied, as well as for all applied dosages in the chloration essays and, also, for the ozonation/chloration for the applied dosage of 5.0 mg \'O IND.3\'/L / 10 mg \'CL IND.2\'/L. Regarding the Danio rerio test-organism, acute toxicity was detected in the essay in which 5.0 mg \'O IND.3\'/L and contact time of 5 minutes was applied and also for 8.0 mg \'O IND.3\'/L and contact time of 15 minutes.

L'objectif de ce travail de thèse est la compréhension de l'impact des propriétés acido-basiques des supports oxydes sur l'interaction métal-support ainsi que les effets du milieu réactionnel sur les propriétés structurales, électroniques, thermodynamique et réactives des catalyseurs métalliques hyper-dispersés. Le catalyseur modèle choisi est un agrégat monométallique de platine déposé sur alumine qui est la référence des études fondamentales pour permettre des progrès dans la compréhension de ce système complexe. La mise en œuvre de calculs dans le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité, réalisés à partir de modèles moléculaires périodiques, a permis de déterminer l'état de surface du catalyseur pour des conditions de température et de pression représentatifs de l'expérience. L'influence de la taille des particules conjointement à la présence de chlore sur la stabilité thermodynamique des agrégats de Pt supportés sur alumine-γ a démontré une stabilisation significative des agrégats Pt3 lors de la migration d'espèces de surface (H, OH et Cl) sur la particule. La reconstruction d'une morphologie biplanaire (la plus stable en absence d'hydrogène) vers une morphologie cuboctaédrique pour les forts taux de recouvrement en hydrogène sur les particules de Pt supportées a été démontrée et permet d'expliquer plusieurs observations expérimentales encore mal comprises. L'impact du milieu réactionnel sur la rupture C-C et C-H à partir de l'éthane sur l'agrégat Pt13 supporté sur alumine- γ a été démontré. Les résultats obtenus permettent de mieux comprendre l'importance des conditions de température et de pression du milieu réactionnel (notamment du rapport P(H2)/P(C2H6)) sur la stabilité des intermédiaires réactionnels. Ces résultats sont en accord avec les observations expérimentales et permettent de mettre en évidence que l'optimum de pression en hydrogène est relativement élevé dans le cas des réactions de reforming catalysées par du Pt seul.

O presente trabalho foi realizado em sua maior parte no Brasil. Entretanto, com o intuito de enriquecer a pesquisa, realizou-se coleta de dados por um período de seis meses na Universidade de Wageningen - Holanda. Na etapa realizada no Brasil se propôs: estudar a formação de subprodutos (aldeídos e trialometanos) da desinfecção de efluente de tratamento anaeróbio esgoto sanitário com ozônio, cloro e ozônio/cloro; verificar como os desinfetantes atuam no processo de oxidação; conhecer o grau de toxicidade bem como o efeito do residual do ozônio e cloro empregando Daphnia similis e Danio rerio como organismos-teste e, ainda, analisar a eficiência do ozônio, cloro, ozônio/cloro na inativação de microrganismos. Na etapa da pesquisa realizada na Holanda se propôs: estudar a formação de subprodutos (aldeídos) da desinfecção de efluente de tratamento anóxico com ozônio, ozônio/cloro e ozônio/peróxido de hidrogênio (peroxônio); verificar como os desinfetantes atuam no processo de oxidação; e, ainda, analisar a eficiência do ozônio, ozônio/cloro na inativação de microrganismos indicadores. Nos estudos realizados, pode-se verificar uma expressiva formação de aldeídos com predominância de formaldeído e, principalmente, acetaldeído que apresentou uma maior concentração de formação para os ensaios realizados no Brasil. A formação de aldeídos nos ensaios realizados na Holanda seguiram o mesmo comportamento dos realizados no Brasil, porém, como uma menor formação. Para os ensaios de cloração e ozonização/cloração foi observada a baixa formação de trialometanos. Os testes de toxicidade que usaram como organismo-teste - Daphnia similis - apresentaram toxicidade nos ensaios em que se aplicou 8,0 mg \'O IND.3\'/L, assim como em todas dosagens aplicadas nos ensaios de cloração e, também, para o ensaio de ozonização/cloração para dosagem aplicada de 5,0 mg \'O IND.3\'/L / 10 mg \'CL IND.2\'/L. Em relação ao organismo-teste - Danio rerio - foi detectado toxicidade aguda no ensaio em que se aplicou 5,0 mg \'O IND.3\'/L e tempo de contato 5 minutos e 8,0 mg \'O IND.3\'/L e tempo de contato 15 minutos. / The present work was mostly carried out in Brazil. However, aiming to enhance the research, a six-month data collection was performed at the Wageningen University - the Netherlands. The step carried out in Brazil proposed: to study the formation of by-products (aldehydes and trihalomethanes) from the disinfection of an anaerobic treatment wastewater effluent with ozone, chlorine and ozone/chlorine; to verify how disinfectants act in the oxidation process; to know the degree of toxicity as well as the effects of residual ozone and chlorine employing Daphnia similis and Danio rerio as test-organisms; and, yet, to analyze the efficiency of ozone, chlorine and ozone/chlorine in the inactivation of microorganisms. The step of this research that was carried out in the Netherlands proposed: to study the formation of by-products (aldehydes) from the disinfection of an anoxic treatment effluent with ozone, ozone/chlorine and ozone/hydrogen peroxide (peroxonium); to verify how disinfectants act in the oxidation process; and, to analyze the efficiency of ozone, ozone/chlorine in the inactivation of indicating microorganisms. It was possible to indentify, in the performed studies, an expressive formation of aldehydes with a formaldehyde predominance and, mainly, acetaldehyde that presented a higher formation concentration in the essays carried out in Brazil. The aldehydes formation concentration detected in the essays carried out in The Netherlands followed the same behavior of the ones carried out in Brazil, however with a smaller formation. A low formation of trihalomethanes was observed for the chloration and ozonization/chloration, essays. The toxicity tests that used Daphnia similis as test-organisms presented toxicity in the essays that 8.0 mg \'O IND.3\'/L was applied, as well as for all applied dosages in the chloration essays and, also, for the ozonation/chloration for the applied dosage of 5.0 mg \'O IND.3\'/L / 10 mg \'CL IND.2\'/L. Regarding the Danio rerio test-organism, acute toxicity was detected in the essay in which 5.0 mg \'O IND.3\'/L and contact time of 5 minutes was applied and also for 8.0 mg \'O IND.3\'/L and contact time of 15 minutes.

Grâce à la chimie computationnelle, nous avons pu étudier la réactivité et la sélectivité de trois familles de réactions en chimie organique. Nous avons utilisé la méthode DFT avec la fonctionnelle M06-2X pour l’ensemble de nos projets. Les réactions promues par l’iode hypervalent étudiées dans cette thèse sont en rapport direct avec les travaux réalisés au sein de notre laboratoire de recherche. La collaboration réalisée sur les BACs et les NHCs est un travail pionnier dans l’étude mécanistique détaillée de ces catalyseurs. Dans le premier chapitre nous nous sommes intéressés à des réactions de cyclisation et de SN2 promue par l’iode hypervalent. Cette étude avait pour but de prédire l’influence de différents groupements sur la préférence entre ces deux réactions, dans le but de favoriser la création d’une liaison carbone-carbone. Nous avons pu démontrer que la présence de certains groupements permet d’envisager la formation de cycles à cinq membres. Le second chapitre porte sur la réaction d’αhydrolyse oxydante de chloroalcènes, impliquant le réactif de Koser. Nos calculs ont permis de rationaliser les résultats expérimentaux de l’observation de la migration interne du phényle. Nous avons également confirmé que l’intermédiaire provenant de l’addition d’une molécule d’’eau permet de favoriser la migration interne du chlore. Enfin, nous avons appuyé la possibilité d’un mécanisme « release-and-catch » proposé à la suite d’une expérience de mélange réalisée au sein du laboratoire. Finalement, nous avons pu réaliser une collaboration avec le Professeur Michel Gravel sur la réactivité et la sélectivité de la réaction de Stetter catalysée par un BAC ou un NHC. Nous avons été en mesure de déterminer que la différence de réactivité observée dépend essentiellement de la nature de l’étape déterminante. La sélectivité observée expérimentalement a également pu être rationnalisée grâce aux calculs. Pour finir, les premières conclusions concernant la condensation de benzoïne ont été établies.

Le traitement de l’eau au point d’utilisation est recommandé par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) pour réduire l’incidence des maladies diarrhéiques, en prévenant la contamination microbiologique de l’eau de boisson. Les produits de coagulation/désinfection combinés (PCDC) et la désinfection combinée à un entreposage de l’eau sécuritaire font partie des traitements au point d’utilisation recommandés par l’OMS. Bien que les performances d’enlèvement des microorganismes pathogènes de ces produits soient bien documentées, les sous-produits de désinfection (SPD) résultant de la réaction du chlore qu’ils contiennent avec la matière organique dissoute (MOD) présente dans l’eau, ont été peu étudiés jusqu’à maintenant. Ce projet avait comme objectif de caractériser la formation des SPD par 4 produits destinés au traitement au point d’utilisation sur trois types d’eau (eau de marais, eau du fleuve St-Laurent et eau synthétique de laboratoire). Deux des quatre produits testés sont des PCDC (PUR® et Aquafloq®), alors que les deux autres ne contiennent pas de coagulant (solution d’hypochlorite de sodium (NaOCl) et pastilles Aquatabs®). Les concentrations en trihalométhanes (THM) et en acides haloacétiques (AHA) de l’eau traitée ont été suivies aux pas de temps 30 minutes, 1h, 4h et 24h. Sur les 15 tests réalisés, 6 d’entre eux ont obtenu des concentrations en SPD qui dépassent les recommandations de l’OMS. Les concentrations maximales en THM4 (415 ppb) et AHA5 (335 ppb) ont été obtenues pour le test NaOCl à double dose (8,4 mg Cl2/L) dans l’eau du marais. L’efficacité de méthodes d’estimation des concentrations en SPD, c.-à-d. le différentiel d’absorbance UV (DAUV) et la consommation en chlore (CCL), ont également été étudiées. Les performances de ces méthodes variaient selon les types de SPD (R2 allant de 0,69 pour les THM4 avec la CCL, à 0,98 pour les AHA5 avec le DAUV). / Point of use treatment is recommended by the World health organisation (WHO) to reduce diarrhoeal diseases, by preventing microbial contamination of drinking water. Coagulant-disinfectant products (CDP) and disinfection combined to safe storage practices are among the point of use treatments recommended by the WHO. Since microbial reduction performances of these products are well documented, little is known about the disinfection by-products (DBP) formed by the reaction of the free chlorine they contain, with the dissolved organic matter present in the water. This project aimed to characterize the formation of DBP by 4 point of use treatments in 3 different water source (swamp, St-Laurent River and laboratory synthetic water). 2 of the 4 tested products were CDP (PUR® and Aquafloq®), and the 2 others didn’t have coagulant (sodium hypochlorite (NaOCl) solution and Aquatabs® tablets). Trihalomethane (THM) en haloacetic acids (HAA) concentrations in treated water were measured at 4 different time steps: 30 min, 1h, 4h, and 24h. On the 15 tests realized, 6 of them had DBP concentrations that exceeded the WHO guidelines. Maximum THM4 (415 ppb) and HAA5 (335 ppb) concentrations were obtained with double dose NaOCl (8,4 mg Cl2/L) in the swamp. Alternative methods allowing estimation of DBP formation concentrations (e.g. differential UV absorbance (DUVA) and chlorine consumption (CLC)) were also investigated. Their performances varied according to the DBP’s nature (from R2 =0.69, for THM4 with CLC, to R2 =0.98, for HAA5 with DUVA).

Ce mémoire porte sur les impacts des stratégies d’économies d’eau potable sur la chloration secondaire de réseaux de distribution d’eau potable (RDEP) à l’échelle municipale. Il présente également une méthodologie pour l’élaboration d’un modèle de prédiction des concentrations de chlore résiduel libre (CCRL) en réseau selon les différentes cinétiques de dégradation. Ce type de modèle permet aux gestionnaires de réseaux de réduire davantage les zones vulnérables en cas de contamination microbiologique de l’eau par un meilleur contrôle sur les CCRL. Une campagne d'échantillonnage sur le terrain a tout d’abord été mené pour mesurer les CCRL d’un RDEP. Les résultats de cette campagne ont permis le calage d’un modèle hydraulique et le calage de modèles cinétiques de dégradation du chlore résiduel libre. Ces modèles ont été jumelés afin d’obtenir un modèle prédictif des CCRL dans lequel la dégradation du chlore a été simulée avec des constantes cinétiques prédéterminées. Le modèle obtenu est utilisé pour simuler les CCRL de différents scénarios de répartition des débits. Ces scénarios correspondent à l’évolution des consommations d’eau de 2011 à 2016. Cette méthodologie a été testée sur trois RDEP du Québec (Canada) avec des populations desservies de 6 900 à 18 700 habitants. Pour ces études de cas, l’augmentation des temps de séjour, reliée à la réduction des débits, a produit une réduction des CCRL en réseau. Pour remédier à la situation, une augmentation de la CCRL à l’entrée des RDEP de 7% à 13% a été requise afin d’obtenir des CCRL similaires en 2016 par rapport à 2011. Cette augmentation pourrait aller jusqu’à 18% avec l’atteinte d’un scénario de gestion optimale de la consommation en eau. Les résultats ont validé la méthodologie développée en lien avec les objectifs visés démontrant ainsi les impacts de la réduction des débits sur la variabilité spatio-temporelle de la CCRL de RDEP à l’échelle municipale. / The main objective of this study is to investigate the impacts of drinking water conservation strategies on residual chlorine in a water distribution system (WDS) at the municipal scale. This study was designed to develop a methodology to predict free residual chlorine (FRC) according to its decay rates in WDS through microbiological and chemical reactions in the bulk phase and at the pipe wall. This prediction can be useful for operators, managers and engineers to reduce microbiological risks in vulnerable areas of a WDS. To achieve this objective, a sampling campaign was conducted to evaluate FRCs. A hydraulic model was then calibrated by adjusting the chlorine wall reaction coefficients to give the best fit between predicted and observed field measurements. A predictive model of FRC in which chlorine decay was simulated with a first-order chlorine residual decay for both bulk and pipe wall reactions. The model enables the simulation of FRCs for different flow distribution scenarios. These scenarios represent the evolution of water consumption from 2011 to 2016. This methodology was tested on three main WDSs in Québec (Canada) with populations ranging from 6 900 to 18 700 people. For these case studies, a decrease of FRC was observed related to the increase in the mean residence time due to the flow reduction. Results show that an increase in initial FRC ranging from 7% to 13% is required to obtain similar FRCs in 2016 compared to 2011. The results also highlight the impacts of flow reduction on FRC’s spatial and temporal variability through a WDS