Conduite du diagnostic et évaluation des collecteurs des infrastructures urbaines de l'assainissement

= Diagnosis management,and storm or combined sewer systems evaluation

• Auteur / Autrice : Edgard Bou Nader
• Direction : Pascal Le Gauffre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Conception en batiment et techniques urbaines
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Lyon, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eaux usées -- Épuration

Égouts pluviaux

Égouts

Génie urbain

Résumé

Le diagnostic et la réhabilitation des réseaux d’assainissement urbain demandent une acquisition de données et une modélisation des systèmes et de leurs composants (tronçons de collecteurs et de conduites, etc. ,. . . ). Notre travail porte sur l’organisation de ce diagnostic, en étudiant un certain nombre de questions telles que celles-ci : *Quelles informations acquérir pour étudier l’état structurel et l’état fonctionnel d’un parc de collecteurs visitables ? *Comment définir des priorités dans la recherche des informations ? *Quels problèmes de fiabilité peut-on identifier dans le cadre d’une procédure hiérarchisée ? *etc. . . . Le mémoire aborde ces différents aspects à travers trois grandes parties. Divisée en trois chapitres (1 à 3), la première partie traite de généralités et expose la problématique. Dans le premier chapitre, pour mieux comprendre l’évolution de leur maintenance à travers les années, nous avons tracé l’histoire des réseaux techniques urbains, en nous appuyant sur quelques résultats d’enquêtes pour illustrer le mauvais état de ces réseaux. Dans le deuxième chapitre, il nous a semblé important de prendre le temps de définir les termes clés qui seront utilisés dans notre travail, tout en proposant que ces définitions soient à la base d’une terminologie commune aux différents acteurs de ce domaine pluridisciplinaire. Dans le troisième chapitre nous présentons les résultats de l’étude bibliographique menée sur les différents outils de reconnaissance, et qui peuvent être utilisés au cours d’une étude diagnostic. Ces outils concernent les trois types de pré-diagnostic : géométrique, hydraulique et d’étanchéité, et géotechnique et hydrogéologique. Dans la deuxième partie nous présentons un schéma conceptuel du diagnostic, en partageant la présentation en quatre chapitres (4 à 7). Au chapitre quatre, nous passons en revue les différentes interactions entre un ouvrage d’assainissement et ses différents environnements, et exposons le comportement des ouvrages dans ces différents contextes. Nous nous intéressons surtout aux moyens de mise en forme des connaissances ainsi formulées, ceci à travers une proposition d’adaptation, au cas des réseaux d’assainissement urbain, du diagramme des causes-conséquences, élaboré dans le domaine de la sûreté industrielle. Pour mener à bien cette mise en forme, nous avons défini deux grandes familles de données : les données de base, nécessaires à un bon diagnostic, sont détaillées au chapitre 5 ; et les données d’orientation utiles pour guider le décideur dans sa démarche le sont au chapitre 6. Pour les unes comme pour les autres, nous avons exposé les différents moyens d’acquisition, suivant le niveau de finesse considéré. Pour mieux illustrer la proposition du schéma conceptuel, nous avons détaillé au chapitre 7 cinq exemples de mécanismes de dégradation relatifs aux ouvrages ovoïdes visitables : affaissement de voûte, ventre, divergence des piédroits, affaissement de radier, et éclatement de l’ouvrage. La troisième et dernière partie présente deux moyens d’application directe du schéma conceptuel proposé : une première à travers l’évaluation de l’état possible de l’ouvrage (chapitre 8), et le deuxième à travers l’étude de son historique et de la vulnérabilité de ses environnements, dans le cadre d’une démarche d’aide à la décision (chapitre 9). Suite à l’application de l’étape 1 de la méthodologie RERAU1 sur 206 tronçons de la Communauté Urbaine de Lyon, nous proposons au chapitre 8 la mise en place de deux types d’indices de présomptions : des "indices de présomptions a priori" évalués à partir de la recherche des facteurs de dégradation présents sur le tronçon considéré, et des "indices de présomptions d’après symptômes" évalués à partir des relevés de défauts réalisés sur le tronçon. Une première utilisation de ces indices est faite à travers l’exploitation des données disponibles sur un parc d’ouvrages de la Communauté Urbaine de Lyon, ainsi que sur un certain nombre d’ouvrage en Ile-de-France. Au chapitre 9 nous présentons les premiers éléments de la mise en place d’un Système de Gestion de la Maintenance des Réseaux d’Assainissement Urbain. Ce système est complété par la présentation des indices de criticité relatifs aux environnements naturels et urbains. Dans la conclusion générale nous dressons un bilan critique de notre travail. Il porte sur le schéma conceptuel proposé, sur les connaissances et les données disponibles, sur les indices de présomptions proposés et leurs premières applications. Des perspectives sont énoncées concernant la poursuite de ces recherches et la mise en oeuvre d’une aide au diagnostic chez les gestionnaires de réseaux d’assainissement urbain.

Urban drainage networks and sewer systems evaluation and diagnosis, in the aim of their rehabilitation, need data acquisition, and system and components modelling. Our work deals with the organisation of diagnosis studies through a certain number of questions as : •Which informations should be acquired to enable the study of the structural and functional state of men-entry sewer and urban drainage networks estate ? •How can priorities be defined in data acquisition ? •Which reliability problems can we identify in an hierarchised process ? •etc. . . . . The report tackles with these aspects through three major parts. Divided into three chapters (1 to 3), the first part treats of generalities and exposes the problem. In the first chapter, to be able to understand the evolution of their maintenance through the years, we traced the history of urban technical networks, and illustrated their "bad health" by using the results of several international surveys. In the second chapter, it seemed important to us to take time and defined the terms used in our work, definition then proposed to be a common terminology between the different actors of this multidisciplinary field. In chapter 3 we present the results of the bibliographical study concerning the different recognition tools, which can be used through a diagnosis study. Three types of pre-diagnosis are concerned by these tools : geometrical, hydraulics and of waterproofness, and geotechnical and hydrogeological. In the second part we present a conceptual schema of the diagnosis, which is divided into four chapters (4 to 7). In chapter 4, we go through the different interactions between sewer and urban drainage networks on one side, and their different environments on the other side. Further more, we expose the component’s behaviour in these different contexts. In fact, we are most interested in using this knowledge to put in place the adaptation to the urban drainage and sewer networks of the causes-consequences diagram elaborated in the industrial safety studies. To put in place this idea, we defined two "great families" of data : basic data which are necessary for a good diagnosis, and that are detailed in chapter 5 ; and the orientation data useful to guide the decision makers through a diagnosis study, and that are detailed in chapter 6. For both families, we exposed the different means of data acquisition at different levels of fineness that can be considered. To illustrate our conceptual schema proposal, we present in chapter 7 five examples of degradation mechanisms relative to egg-shaped men-entry sections : crown collapse, belly, divergence of haunches, floor collapse, and section shattering. In the third part we present two direct applications of the conceptual schema : the first is done through the evolution of the possible state of the section studied (chapter 8) ; and the second is done through the study of the history of the section studied as well as of the vulnerability of its environments, in the process of a decision making aid (chapter 9). After the application of the first step of the RERAU1 methodology on 206 sections of the Communauté Urbaine de Lyon sewer and urban drainage networks, we propose in chapter 8 to put in place two types of presumption indexes : "a priori presumption index" evaluated by studying the degradation factors present within and around the section studied ; and "presumption with respect to symptoms index" evaluated through the results and the degradations noted during the surveys made upon the section studied. A first application of these indexes is made by using data available on a certain number of sections of the sewer and urban drainage networks estate of the Communauté Urbaine de Lyon and in the Ile-de-France. In chapter 9 we present the first elements needed for putting in place a sewer and urban drainage networks Maintenance Management System. This system is completed by presenting the indexes of criticity relative to the natural and urban environments. In the general conclusion we draw up a balance sheet of our work. It deals with : the conceptual schema proposed ; the knowledge and data available ; the presumption indexes proposed as well as their first application. The perspectives stated are relative to the carrying on of the research, and to the implementing, for the sewer and urban drainage networks managers, of a diagnosis aid system.