Resilience by Design and Security of Water Networks
Résilience par la conception et sécurité des réseaux d’eau
Résumé
Conducted through cyber and/or physical channels, water supply terrorism seeks to compromise the availability and quality of drinking water. This threat has direct consequences on the population and on the resilience of the city. Today, with the digital revolution, the resilience of a water distribution network (WDN) is linked to the security of information systems (IS). Failure detection and any appropriate countermeasures depend not only on the design of the WDN, but also on the integrity of the IS, composed of the sensor network, the monitoring system, and their data. The CoRREau project's solutions integrate a "digital twin" connected to real-time observations and built from a hydraulic model of WDN, on the one hand, and a "digital shadow" trained and then activated from computer network traces, on the other. The mutual contributions of the digital twin to the detection of anomalies, and that of the digital shadow to the overall resilience of both infrastructures will be analysed, in order to pave the way for a complete digital twin integrating the two systems. Multi-objective optimisation for optimal design and anomaly detection will be addressed by genetic algorithms. The case studies will be based on scenarios of interest proposed by the Strasbourg water utility in France.
Mené à partir de canaux cyber et/ou physiques, l'aqua-terrorisme vise à compromettre la disponibilité et la qualité de l'eau potable avec des conséquences directes à l’échelle des populations et de la ville. Aujourd'hui, avec la révolution numérique, la résilience d’un réseau de distribution d'eau (RDE) est liée à la sécurité du système d'information (SI) interconnecté. La détection des défaillances et les contre-mesures appropriées dépendent non seulement de la conception du RDE, mais aussi de l'intégrité du SI, composé du réseau de capteurs, du système de surveillance et de leurs données. Les solutions du projet CoRREau intègrent un « jumeau numérique » connecté aux observations en temps réel et construit à partir d’un modèle hydraulique de RDE, d’une part, et une « ombre numérique » entraînée puis activée à partir de traces du réseau informatique, d'autre part. Les contributions mutuelles du jumeau numérique à la détection d’anomalies, et celle de l’ombre numérique à la résilience globale des deux infrastructures seront analysés, pour préparer un jumeau numérique complet intégrant les deux systèmes. L’optimisation multi-objective pour la conception optimale et la détection d’anomalies seront traitées par algorithmes génétiques. Les études de cas seront basées sur des scénarios d'intérêt proposés par le service des eaux d’Eurométropole Strasbourg en France.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)