Water pipes renewal using multi-objective optimization approach
Renouvellement des réseaux d'eau potable à partir d'une approche d'optimisation multi-objectif
Résumé
Water utilities ensure delivery of water to consumers through pressured network consists of several hydraulic components: tanks, reservoirs, pipes, valves and pumps. According to technical and economic factors, right maintenance policy must be applied to enhance the hydraulic performance and the reliability of the water network. With the help of a multi-objective approach based on Pareto ranking and Genetic Algorithm, we propose a decision support model. Using Modified Genetic Algorithm and hydraulic simulation, the approach discussed in this paper ensures works scheduling on pipes and availability of financial resources in the right time and way. The model is based on forecasting pipes failures and evaluating futures maintenance costs. Two indexes are used to measure the hydraulic deficiency in the water network after a failure occurrence. They measure the undelivered water quantity and the number of unsupplied nodes according to unavailability of a considered pipe during the peak demand period. Both permit to classify pipes in order to identify critical ones. Feasible solutions are assessed according to economic and technical objectives. The model proposes solutions that enhance reliability of water distribution network and reduce breaks occurrence, giving so better satisfaction to consumers.
Les services d'eau assurent la desserte des consommateurs en eau potable à travers un réseau sous pression constitué d'organes hydrauliques divers : réservoirs, bâches, conduites, vannes et pompes. Sur la base de critères techniques et économiques, une politique de maintenance adéquate doit être mise ne place dans le but d'améliorer la performance hydraulique et la fiabilité du réseau d'alimentation en eau potable. A l'aide d'une approche multi-objectif basée sur l'optimum de Pareto, un algorithme génétique et des simulations hydrauliques, nous proposons un outil d'aide la décision. L'approche développée propose une programmation des travaux de renouvellement sur le réseau et la disponibilité des ressources financières nécessaires. Le modèle est basé sur la prévision des défaillances et l'évaluation des coûts futurs de maintenance. Deux indices sont définis permettant de mesurer la déficience hydraulique du réseau en cas de survenue de défaillances. Ils mesurent la quantité d'eau non desservie et le nombre de n½uds non desservis en raison de l'indisponibilité d'une conduite donnée durant la période de pointe. Ces indices permettent de hiérarchiser les conduites critiques. Un ensemble de solutions réalisables est proposé. Le modèle propose des solutions qui améliorent la fiabilité du réseau d'alimentation en eau potable et permet de réduire l'occurrence de défaillances, permettant ainsi d'accroître la satisfaction des abonnés.
