Dans les réseaux d'assainissement unitaires, les volumes d'effluents transportés par temps de pluie vers les stations d'épuration sont très importants et ne peuvent être totalement traités. Des déversements, appelés Rejets Urbains de Temps de Pluie (RUTP), ont alors lieu dans le milieu naturel (rivières, lacs, etc.). Ces derniers introduisent dans les milieux récepteurs de grandes quantités de matière organique, d'agents pathogènes et de micropolluants organiques et minéraux. De nombreux travaux ont souligné l'importance de la contribution des dépôts, accumulés dans le réseau d'assainissement par temps sec, à la pollution de ces RUTP. La diminution de la pollution apportée par les RUTP suppose donc que l'on dispose d'informations précises sur la pollution stockée au sein des réseaux d'assainissement. Ce travail a amélioré les connaissances sur le stockage des hydrocarbures et des métaux dans le réseau d'assainissement parisien. Il a été montré que la majorité des micropolluants (87-98 %) est stockée dans le dépôt grossier, une faible proportion dans la couche organique (2-13 %) et une part négligeable dans le biofilm (< 1 %). Ces informations nous ont permis de conclure sur la très faible contribution du biofilm à la pollution de temps de pluie. L'étude qualitative de la pollution a apporté des éléments sur l'origine des contaminations et sur la dynamique des dépôts en réseau. Ainsi, les signatures aliphatiques indiquent une pollution d'origine pétrolière dans le dépôt grossier (huiles et graisses automobiles) et une combinaison des apports biologiques (végétaux, résidus alimentaires) et pétroliers dans la couche organique. Les distributions aromatiques soulignent, quant à elles, l'importance de la contamination pyrolytique (trafic automobile, chauffage résidentiel, etc.) dans l'ensemble des dépôts. Enfin, l'étude des signatures a montré que la couche organique et le biofilm sont majoritairement constitués des matières en suspension transitant dans les collecteurs et que leurs temps de résidence dans le réseau d'assainissement sont inférieurs à celui du dépôt grossier. De plus, il a été montré que les teneurs en métaux fluctuent sur l'ensemble du réseau et qu'il n'existe pas de signatures métalliques typiques du dépôt de réseau. Une variabilité spatiale des teneurs fut également observée pour les hydrocarbures mais, contrairement aux métaux, il existe une pollution de fond en HAP qualitativement homogène sur l'ensemble du réseau d'assainissement. Cette distribution, caractérisée par la prédominance de phénanthrène, fluoranthène et pyrène témoigne de l'impact des sources pyrolytiques. La seconde partie de ce doctorat a été consacrée à la caractérisation des 3 voies d'introduction de polluants dans le réseau d'assainissement (VIRA) : les ruissellements de toitures, de chaussées et les apports directs (effluents domestiques, de restauration, etc.). La comparaison de la pollution véhiculée par les eaux de toitures avec celle des retombées atmosphériques a montré que les hydrocarbures proviennent exclusivement du compartiment atmosphérique alors que certains métaux lourds (Cu, Pb, Ti et Zn) sont largement émis par les toitures (couvertures et accessoires). La seconde VIRA considérée est le ruissellement de chaussées qui comprend le ruissellement de temps de pluie et le lavage de la voirie. La caractérisation des sédiments extraits de stations de relevage, situées le long d'axes routiers majeurs, a permis d'estimer les niveaux de contamination des ruissellements de chaussées à 80 et 24 µg.g-1, pour les hydrocarbures aliphatiques et aromatiques, et à 27800, 1630, 770, 790 et 2,7 µg.g-1 respectivement pour le Fe, Zn, Pb, Cu et Cd. Notre étude des eaux de lavage a, quant à elle, souligné l'importance des quantités de micropolluants générées par le lavage quotidien de la voirie. Le bilan massique, réalisé à l'échelle du bassin versant du Marais (Paris, 4ème arrondissement), a permis de constater que, pour la plupart des micropolluants, la contribution des eaux de lavage à la pollution du réseau est supérieure à celle des eaux de toitures. Enfin, la pollution en hydrocarbures associée aux effluents domestiques, de restauration et de garages a été étudiée. A l'échelle du bassin versant du Marais, les flux d'hydrocarbures aliphatiques résolus et non résolus apportés par ces effluents, respectivement estimés à 840 et 1230 g.j-1, sont largement supérieurs à ceux apportés par les ruissellements de toitures et les eaux de lavage de la voirie et soulignent donc la contribution majeure de ces effluents à la pollution aliphatique du réseau d'assainissement.

La nécessité de rénover les réseaux d’assainissement des grandes villes et les besoins de construire de nouvelles structures conduisent les gestionnaires de réseaux d’assainissement et les fabricants de canalisation à rechercher des solutions pour obtenir des installations d’assainissement durables. Parmi les détériorations rencontrées dans ces structures, 9% peuvent être attribués à la biodétérioration des matériaux cimentaires. Cette étude a deux objectifs principaux. Le premier est de développer un essai accéléré reproductible en laboratoire et qui donne des résultats proches de ceux obtenus sur site. Le second est d’étudier la biodétérioration des matériaux cimentaires pour mieux comprendre les mécanismes et plus spécifiquement la différence de comportement entre les matériaux à base de ciment d’aluminate de calcium (CAC) et de ciment Portland ordinaire (OPC). Dans ce cadre, différentes formulations cimentaires ont été exposées in situ afin de déterminer les paramètres influant sur la biodétérioration. En parallèle, des expériences en laboratoire ont été réalisées pour mieux comprendre chaque étape du mécanisme de biodétérioration. Les résultats des expositions sur site montrent que les matériaux à base de CAC ont une durabilité plus importante que les autres formulations cimentaires. Les études réalisées en laboratoire permettent d’attribuer ces meilleures performances à la teneur en aluminium qui inhibe la croissance des microorganismes tout en protégeant la matrice grâce à la précipitation d’une couche d’alumine hydratée dans la porosité et à la surface de ces matériaux et qui maintient le pH à 3,5-4. La chimie de surface a également un rôle important en favorisant ou non l’oxydation abiotique de l’H2S. Les résultats des expositions sur site et des différents essais de laboratoire ont été utilisés pour développer un essai accéléré donnant des résultats prometteurs.

Le corpus disciplinaire de l'hydrologie urbaine acquiert, depuis une trentaine d'années, des connaissances liées au fonctionnement des systèmes d'assainissement urbains en ce qui concerne les aspects techniques, économiques ou environnementaux. Dans le contexte du développement durable il est demandé aux collectivités locales de tendre vers une gestion durable de l'eau en ville. A contrario, les villes et notamment les villes moyennes, ne disposent pas toujours des capacités d'expertise pour conduire cette mission. La problématique de ce travail a été limitée à la dimension environnementale du développement durable. La question centrale a porté sur la manière de conceptualiser la traduction de la réalité technique des systèmes d'assainissement des villes moyennes, en une connaissance environnementale pour les gestionnaires de ces systèmes. Cette recherche a postulé que la connaissance pouvait être apportée par l'évaluation des performances. Une méthode appelée QUESA est proposée. Celle-ci apprécie la qualité environnementale des systèmes d'assainissement urbains, grâce à l'évaluation des performances de sept critères principaux relatifs à des aspects environnementaux (1. Utilisation de l'énergie ; 2. Pollution des eaux de surface ; 3. Pollution du milieu souterrain ; 4. Inondations ; 5. Intégration urbaine ; 6. Santé et hygiène ; 7. Management environnemental). Les principaux résultats de cette thèse sont : * l'organisation originale d'indicateurs au sein d'une méthode d'évaluation multicritère. Les indicateurs ont été construits, choisis et adaptés à partir de la littérature scientifique et technique ; * la construction de modèles de performances, au moyen desquels la traduction de la réalité en connaissance est opérée. Deux formes de modélisation ont été élaborées, l'une utilise des fonctions de performance, l'autre fait appel à des règles expertes ; * la conception d'un prototype informatique de la méthode d'évaluation qui rassemble l'organisation des indicateurs et les modèles de performance. Ce prototype permet la visualisation du résultat de l'évaluation sous la forme d'un profil environnemental des performances sur les sept critères principaux. L'utilisation du prototype informatique dans le cas d'une ville fictive a permis de dégager les limites d'utilisation de certains modèles de performance. L'application du prototype informatique sur des systèmes réels ainsi que la transposition de la méthodologie à d'autres échelles, comme celles des zones d'activités commerciales, sont envisagées.

L'objectif de ce mémoire de thèse est de valider les mesures débimétriques issues des réseaux d'assainissement. Des défaillances techniques dans les capteurs de mesure ou l'existence des phénomènes perturbateurs produisent des anomalies sur ces mesures. Notre travail consiste à proposer une procédure de diagnostic hors ligne capable de détecter et de localiser les défauts de mesures. Cette procédure est à base de modèles analytiques. Nous avons établi dans un premier temps, un ensemble de modèles linéaires pour générer des résidus. Ces derniers ont permis d'établir la matrice des signatures des défauts expérimentales. Ensuite, une première technique de diagnostic a été considérée. Elle consiste à combiner le test de Page pour la détection des défauts et le calcul de distance Euclidienne entre les signatures des défauts théoriques et la signature expérimentale de chaque défaut pour la localisation des capteurs en défauts. Puis, deux autres techniques ont été proposées. Elles sont basées sur l'analyse conjointe des résidus générés et des symptômes des défauts. L'une est appelée DMP (Model Diagnostic Processor) et l'autre est à base de concepts de la logique floue. A la fin, les performances de ces techniques ont été calculées pour pouvoir les comparer. Nous avons amélioré les performances de la dernière technique en proposant un nouvel opérateur d'agrégation et en considérant la persistance des défauts.

Mémoire (M.P.M.O.)--Université du Québec à Chicoutimi, 1986. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Afin de répondre aux objectifs de la directive cadre sur l'eau (DCE 2000/60/CE) fixés par la réglementation européenne, la majorité des études se sont concentrées sur l'évaluation de la qualité des rejets industriels, des eaux usées traitées...Rares sont les études réalisées sur les eaux pluviales. Ces dernières peuvent être rejetées sans traitement dans les cours d'eau et donc avoir un impact sur l'écosystème aquatique. Ainsi, ce travail s'est intéressé, sur des bassins versant urbanisés ayant un gradient d'urbanisation allant du pavillonnaire à l'urbain dense, à la pollution des eaux pluviales puis une comparaison avec les eaux usées a été entreprise. Cette évaluation s'est traduite par la mise en place d'une liste de 88 polluants urbains à suivre dans le cadre de l'évaluation de la qualité des eaux urbaines. Puis, une méthodologie d'analyse, nommée « screening » a été développée. Elle permet une mesure des polluants urbains sous les formes particulaire et dissoute. Une notion souvent absente dans la littérature mais d'une grande importance pour les gestionnaires des réseaux d'assainissement et des stations d'épuration et de dépollution des eaux pluviales. Ce travail a ainsi permis : - La caractérisation fine de la pollution des différents types de matrices urbaines (eaux usées de temps sec de réseaux unitaire et séparatif (n=8), eaux pluviales du réseau séparatif (n=20), dépôts du réseau unitaire (n=2) et retombées atmosphériques (n=5), en termes d'occurrence, de répartition de la pollution entre les phases dissoute et particulaire, de teneurs (mg/kg.ms), de concentrations totales (Rg/L) et de flux (g/ha actif) des 88 polluants urbains ; - La comparaison de la pollution des eaux pluviales à l'exutoire de bassins versants d'occupation du sol différente ; - L'évaluation à l'échelle d'un bassin versant pavillonnaire de la contribution des retombées atmosphériques à la pollution des eaux pluviales ; - L'estimation de la dangerosité des eaux pluviales à l'aide d'une approche simplifiée d'évaluation de leur impact sur le milieu récepteur avec ou sans traitement de la phase particulaire par les stations de dépollution des eaux pluviales ; - La comparaison novatrice, sur un même échantillon, des méthodes d'analyse « standard » (conduite sur la phase totale, soit l'échantillon brut) avec notre méthode dite « screening », appliquées sur les phases dissoute et particulaire, pour 88 polluants dans un laboratoire accrédité COFRAC. Les résultats mettent en évidence la problématique de la pollution des eaux urbaines par 66 substances chimiques sur les 88 recherchées. Les eaux pluviales strictes sont contaminées par 12 substances prioritaires, 8 substances dangereuses prioritaires de la DCE et 35 polluants urbains plus spécifiques. La pollution est essentiellement particulaire pour les HAP, les PCB, les organoétains, les métaux alors qu'elle est mieux répartie entre les deux phases pour les phtalates, les pesticides et les alkylphénols. Le ruissellement est le principal contributeur de cette pollution à l'exutoire des bassins versants pluviaux. Les polluants générés par le milieu urbain sont comparables indépendamment de l'occupation du sol exceptés pour les pesticides sur le site pavillonnaire et les COV sur le site urbain dense, plus abondants. Le rejet direct des eaux pluviales nécessite, pour certaines substances, une dilution de 10 à 1000 par le milieu récepteur pour respecter les normes de qualité environnementale. Pour les eaux usées, les polluants sont, en majorité, véhiculés sous les deux formes dissoute et particulaire à l'exception des PCB qui sont à 100 % particulaires. Enfin, l'analyse de ces polluants sur l'échantillon brut (MES de 71 à 380 mg/L) sousestime fortement les concentrations des substances dans les eaux avec une prise en compte médiocre de la fraction particulaire de la pollution.

L’objectif de ce mémoire de thèse est de valider les mesures débimétriques issues des réseaux d’assainissement. Des défaillances techniques dans les capteurs de mesure ou l’existence des phénomènes perturbateurs produisent des anomalies sur ces mesures. Notre travail consiste à proposer une procédure de diagnostic hors ligne capable de détecter et de localiser les défauts de mesures. Cette procédure est à base de modèles analytiques. Nous avons établi dans un premier temps, un ensemble de modèles linéaires pour générer des résidus. Ces derniers ont permis d’établir la matrice des signatures des défauts expérimentales. Ensuite, une première technique de diagnostic a été considérée. Elle consiste à combiner le test de Page pour la détection des défauts et le calcul de distance Euclidienne entre les signatures des défauts théoriques et la signature expérimentale de chaque défaut pour la localisation des capteurs en défauts. Puis, deux autres techniques ont été proposées. Elles sont basées sur l’analyse conjointe des résidus générés et des symptômes des défauts. L’une est appelée DMP (Model Diagnostic Processor) et l’autre est à base de concepts de la logique floue. A la fin, les performances de ces techniques ont été calculées pour pouvoir les comparer. Nous avons amélioré les performances de la dernière technique en proposant un nouvel opérateur d’agrégation et en considérant la persistance des défauts. / The objective of this thesis is to validate flow rate measurements collected from the sewer networks. Technical failures in the sensors or the existence of the disturbing phenomena produce anomalies to these measures. Our work consists in proposing a procedure of diagnosis off line able to detect and isolate the defects of measurements. This procedure is based on analytical models. We first established, a set of linear models used to generate faults indicators called residuals. These last ones allowed us to establish the experimental faults signatures matrix. Then, a first technique of diagnosis was considered. It consists in combining the test of Page for faults detection and on the calculation of Euclidean distance between the theoretical faults signatures and the experimental fault signature of each defect for the isolation of the faulty sensor. Two other techniques suggested, are based on the joint analysis of the generated residuals and the symptoms of the defects. One is called DMP (Model Diagnostic Processor) and the other is based on the fuzzy logic concepts. In the end, the performances of these techniques were calculated to be able to compare them. We improved the performances of the last considered technique by proposing a new operator of aggregation and by considering the persistence of the defects.

L'objet de cette thèse est une analyse comparative des deux principaux modes de gestion qui polarisent<br />l'organisation institutionnelle des services d'eau potable et d'assainissement au Brésil depuis le début des années 70, cherchant à comprendre leurs différentes logiques de fonctionnement et de régulation, leurs contraintes et leurs effets contraignants respectifs tels qu'ils se manifestent sur le terrain municipal

Ce travail de recherche vise à développer des méthodes de détection et diagnostic appropriées et intégrables dans des systèmes soit d'aide à la décision dans le cadre de la gestion temps réel des réseaux d'assainissement, ou dans des procédures d'élaboration automatique de bilans quantitatifs de pollution légalement exigibles. Cette étude méthodologique débouche sur une synthèse et un approfondissement des techniques de détection et diagnostic de dysfonctionnements de réseau d'assainissement, et permet de dégager trois méthodes de détection reposant sur un modèle soit qualitatif soit analytique. L'une de ces méthodes s'applique à construire des comportements attendus du réseau synthétisés dans un modèle qualitatif dont la réponse est croisée avec les mesures. Les deux autres approches s'appuient sur un modèle hydrologique de transformation pluie-débit intégré dans un filtre de Kalman. La détection est alors réalisée soit avec un banc de filtres de Kalman complété par un test multi-hypothèses, soit avec un seul filtre de Kalman associé à un ensemble de tests d'hypothèses. Ces méthodes sont complétées par des analyses de sensibilité des procédures de détection et des exemples d'application pour des pluies de type différent. Enfin, une méthode de validation de mesures hydrauliques acquises en contexte hydrologique de temps sec est proposée. Elle s'appuie sur la création de scénarios de temps sec, comparés aux mesures hydrauliques grâce à des tests d'hypothèses. Cette approche permet alors d'identifier des contextes hydrologiques et hydrauliques caractérisant l'environnement d'un point de mesure.

Cette thèse a pour objectif de faire progresser la connaissance des mécanismes d'évolution des pratiques en matière d'assainissement. Sa finalité est de répondre à la question suivante : "Quels sont les impacts des normes sur les choix techniques en matière d'assainissement et d'épuration ?".<br />Nous recherchons en quoi les normes mobilisées dans le monde de l'eau arrivent à canaliser les processus de jugements et de choix techniques de façon extrêmement contraignante et peuvent aboutir parfois à des choix inadaptés à certaines conditions locales particulières.<br />Pour cela, nous retraçons l'histoire des normes écrites avant d'analyser l'évolution du parc technologique d'assainissement. L'ampleur des changements survenus suite à une évolution des normes écrites nous permet de caractériser l'impact de ces dernières sur les choix techniques. En cas d'absence de changement au niveau technique alors que les normes écrites ont évolué, nous recherchons en quoi ce phénomène est lié à l'influence des normes non écrites, indicateurs et "évidences techniques" ayant cours dans le groupe constitué par les acteurs de l'eau.<br />Nous appliquons cette méthodologie aux trois objets techniques constituant le système technique d'assainissement : les réseaux publics d'assainissement, les stations d'épuration communales et les dispositifs d'assainissement autonome.<br />A chaque étape de notre recherche, nous enrichissons notre analyse par une comparaison avec la situation dans les Lander de l'ex-Allemagne de l'Ouest. Ce pays a été choisi pour sa structure fédérale et l'ancienneté de son savoir-faire en assainissement. Les normes y sont élaborées à un niveau bien plus local qu'en France. L'enjeu de ce point de comparaison est de répondre à la question : par rapport à la situation française, l'organisation fédérale de l'Allemagne a-t-elle entraîné des différences en ce qui concerne l'influence des normes écrites sur les pratiques ?<br />Le lien entre les normes écrites et les choix techniques est relativement évident et direct en Allemagne. D'une manière générale, il apparaît que l'application très stricte des normes relatives à l'assainissement et à l'épuration est intimement liée à la structure de l'État fédéral allemand. Les administrations couvrent une circonscription de faible superficie, elles détiennent, du fait de la structure de l'État, un pouvoir de contrôle très fort. Le contrôle des infrastructures d'assainissement est toujours effectué non seulement a priori, mais aussi a posteriori. Ainsi, une technique, bien que réputée excellente sur le papier mais ne pouvant convenir pratiquement à certaines situations locales ne peut passer au travers des mailles de ce système de contrôle. A contrario, l'État centralisé "à la française" est caractérisé par la faiblesse des moyens des administrations pour le contrôle a posteriori des infrastructures. Cela n'a pas permis aux normes écrites françaises d'avoir la même influence sur les choix techniques que celles produites en Allemagne. Ce constat n'est cependant validé que sur les législations et les réglementations nationales, l'influence des textes européens n'étant pas plus forte en Allemagne qu'en France. On ne peut donc pas généraliser et affirmer, dans l'absolu, que les normes écrites seront obligatoirement mieux appliquées dans l'État fédéral allemand que dans l'État centralisé français.<br />La faiblesse des normes écrites françaises a été compensée par l'action des Agences de l'Eau. Le taux de collecte et le taux de dépollution, créés à l'origine pour calculer la redevance assainissement collectée par ces organismes, sont devenus des indicateurs servant à décrire une réalité physique, bien qu'ils soient en réalité des agrégats d'estimations, affectées de coefficients à vocation fiscale, qui, de plus, ignorent l'apport des dispositifs d'assainissement autonome. Ils ont acquis la force d'une norme non écrite à laquelle se réfère la majorité des acteurs de l'eau pour affirmer que la France est en retard en matière d'équipement et qu'une augmentation significative du parc de réseaux et de stations est nécessaire.<br />Par ailleurs en France comme en Allemagne, existent des normes non écrites, des "évidences techniques" qui, loin d'être nécessairement des lois techniques scientifiquement validées, sont, en fait, des usages en vigueur dans le groupe constitué par les différents acteurs de l'eau. Elles favorisent la solution "réseau + station" quelle que soit la sensibilité du milieu et la densité de l'habitat<br />Cette thèse, après avoir permis de tirer certaines conclusions relatives aux normes et pratiques, débouche sur de nouvelles questions de recherche relatives au génie de l'environnement et à la formation des techniciens de l'environnement.