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Title:
METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A WASTE WATER NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/035235
Kind Code:
A1
Abstract:
Method for controlling a waste water network, said network comprising actuators able to influence flow rates of water in the network, the behaviour of the actuators depending on presets, the method comprising: - a step of selecting a type of rain from a list of predetermined types of rain, as a function of a predicted or measured rain, - a step of selecting a set of presets from a list of predetermined sets of presets, as a function of the type of rain selected, and - a step of despatching presets of the selected set of presets to said actuators. The method comprises a step of obtaining first state information representative of a current state of the network, said set of presets being selected from the list of predetermined sets of presets as a function of the selected type of rain and of the first state information.

Inventors:
BERAUD BENOIT (FR)
LOVERA MAURIN (US)
MOURAD MOHAMMAD (FR)
Application Number:
PCT/FR2011/052043
Publication Date:
March 22, 2012
Filing Date:
September 07, 2011
Export Citation:
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Assignee:
VEOLIA EAU CIE GENERALE DES EAUX (FR)
BERAUD BENOIT (FR)
LOVERA MAURIN (US)
MOURAD MOHAMMAD (FR)
International Classes:
E03F7/00; E03F3/00
Domestic Patent References:
WO2002095149A22002-11-28
Foreign References:
US20070021936A12007-01-25
DE4016373A11991-11-21
Other References:
SCHÜTZE, CAMPISANO, COLAS, SCHILLING, VANROLLEGHEM: "Real time control of urban wastewater systems- where do we stand today?", vol. 299, no. 3-4, 15 September 2004 (2004-09-15), pages 335 - 348, XP002632719, Retrieved from the Internet [retrieved on 20110413]
BERAUD, MOURAT, SOYEUX, LEMOINE, LOVERA: "Optimisation of sewer networks hydraulic behaviour during wet weather: coupling genetic algorithms with two sewer networks modelling tools", 29 June 2010 (2010-06-29), XP002632741, Retrieved from the Internet [retrieved on 20110413]
J.M. DELATTRE: "Exploitatîon en temps réel du réseau d'assainissement de Seine-Saint-Denis", LE GESTION AVANZADA DEL DRENAJE UNRBANO, 2004
OPTIMISATION OF SEWER NETWORKS HYDRAULIC BEHAVIOUR DURING WET WEATHER: COUP/ING GENETIC ALGORITHMS WITH TWO SEWER NETWORKS MODELLING TOOLS, 2010
Attorney, Agent or Firm:
PECHER, Gilles et al. (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Procédé de commande d'un réseau (1) d'eau résiduaire, ledit réseau comprenant des actionneurs (P1-P10) aptes à influencer des débits d'eau dans le réseau, le comportement des actionneurs dépendant de consignes, le procédé comprenant :

- une étape (E20) de sélection d'un type de pluie dans une liste de types de pluie prédéterminés, en fonction d'une pluie prédite ou mesurée,

- une étape (E30) de sélection d'un jeu de consignes dans une liste de jeux de consignes prédéterminés, en fonction du type de pluie sélectionné, et

- une étape (E40) d'envoi des consignes du jeu de consignes sélectionné vers lesdits actionneurs,

caractérisé en ce qu'il comprend une étape (E10) d'obtention de premières informations d'état représentatives d'un état actuel du réseau, ledit jeu de consignes étant sélectionné dans la liste de jeux de consignes prédéterminés en fonction du type de pluie sélectionné et des premières informations d'état,

le procédé de commande comprenant en outre,

- une étape (E50) d'obtention de deuxièmes informations d'état représentatives d'un état actuel ou prévu du réseau,

- une étape (E70) de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes en fonction d'un modèle du réseau et des deuxième informations d'état, et

- une étape (E80) d'ajout dudit nouveau jeu de consignes à ladite liste de jeux de consignes,

dans lequel ladite étape de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes comprend la détermination (E60) du modèle du réseau en fonction d'un modèle nominal du réseau et des deuxièmes informations d'état.

2. Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel ladite étape de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes comprend la détermination d'un nouveau jeu de consigne pour chaque type de pluie de la liste de types de pluie.

3. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ladite étape de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes comprend l'exécution d'un algorithme d'optimisation.

4. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant ;

- une étape (F20) d'évaluation de performances réelles du réseau pendant un événement pluvieux,

- une étape (F30) d'évaluation de performances simulées du réseau, en fonction d'un hyétogramme de pluie de l'événement pluvieux et du jeu de consigne sélectionné pendant l'événement pluvieux,

- une étape (F70) de comparaison entre lesdites performances réelles et simulées.

5. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant :

- une étape (F30) d'évaluation de premières performances simulées du réseau, en fonction d'un hyétogramme de pluie de l'événement pluvieux et du jeu de consigne sélectionné pendant l'événement pluvieux,

- une étape (F40) d'évaluation de deuxièmes performances simulées du réseau, en fonction dudit hyétogramme de pluie et d'un jeu de consigne sélectionné en fonction dudit hyétogramme de pluie,

- une étape (F80) de comparaison entre lesdites premières et deuxièmes performances simulées.

6. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant ;

- une étape (F60) d'évaluation de performances optimales du réseau pendant un événement pluvieux,

- une étape (F40) d'évaluation de performances simulées du réseau, en fonction d'un hyétogramme de pluie de l'événement pluvieux et d'un jeu de consigne sélectionné en fonction dudit hyétogramme de pluie,

- une étape (F90) de comparaison entre lesdites performances optimales et simulées.

7. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de commande selon la revendication 1 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.

8. Support d'informations lisible par un ordinateur et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur selon la revendication 7.

9. Dispositif de commande (8) pour un réseau (1) d'eau résïduaîre, ledit réseau comprenant des action neurs (P1-P10) aptes à influencer des débits d'eau dans le réseau, le comportement des actionneurs dépendant de consignes, le dispositif de commande comprenant ;

- des moyens de sélection d'un type de pluie dans une liste de types de pluie prédéterminés, en fonction d'une pluie prédite ou mesurée,

- des moyens de sélection d'un jeu de consignes dans une liste de jeux de consignes prédéterminés, en fonction du type de pluie sélectionné, et

- des moyens d'envoi des consignes du jeu de consignes sélectionné vers lesdits actionneurs,

caractérisé en ce qu'il comprend

- des moyens d'obtention de premières informations d'état représentatives d'un état actuel du réseau, ledit jeu de consignes étant sélectionné dans la liste de jeux de consignes prédéterminés en fonction du type de pluie sélectionné et des premières informations d'état,

- des moyens d'obtention de deuxièmes informations d'état représentatives d'un état actuel ou prévu du réseau,

- des moyens de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes en fonction d'un modèle du réseau et des deuxième informations d'état, et

- des moyens d'ajout dudit nouveau jeu de consignes à ladite liste de jeux de consignes, dans lequel les moyens de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes comprennent des moyens de détermination du modèle du réseau en fonction d'un modèle nominal du réseau et des deuxièmes informations d'état. 10. Réseau (1) d'eau résiduaire comprenant des actionneurs (P1-P10) aptes à influencer des débits d'eau dans le réseau, le comportement des actionneurs dépendant de consignes, et un dispositif de commande (8) selon la revendication 9.

Description:
PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN RESEAU D'EAU RESIDUAIRE

Arrière-plan de l'invention

L'invention se rapporte au domaine général des réseaux d'eau résiduaire. L'invention concerne en particulier la gestion en temps réel d'un tel réseau.

Un réseau d'eau résiduaire comprend typiquement des ouvrages de transport, par exemple des canalisations, destinés à amener l'eau vers une station d'épuration et des ouvrages de stockage tels que des bassins d'orage. Le réseau peut également comprendre des automatismes et des actionneurs tels que des pompes et des vannes, pour influencer l'écoulement de l'eau dans le réseau. Par exemple, une pompe peut être commandée en fonction du niveau d'eau dans un réservoir.

Les consignes de commande des actionneurs ont une influence sur les performances du réseau. Par exemple, un niveau de déclenchement élevé pour une pompe de déchargement d'un bassin d'orage permet de limiter la quantité d'eau déchargée dans le réseau aval et donc de limiter le risque d'inondation ou de déversement au milieu naturel dans le réseau aval. Cependant un tel niveau élevé limite également la quantité d'eau qui peut encore être stockée en cas de forte pluie. Le risque de déversement dans le milieu naturel en amont du bassin d'orage est donc augmenté.

La gestion en temps réel d'un réseau d'eau résiduaire consiste à adapter les consignes de commande des actionneurs à un événement pluvieux, afin d'améliorer les performances du réseau. Les performances sont par exemple caractérisées par la localisation d'inondations urbaines et la quantité de déversement dans le milieu naturel ou encore, la quantité d'énergie mis en œuvre au cours de cette gestion. Ainsi, il est connu d'adapter les consignes de commande des actionneurs à la pluie prédite ou mesurée.

Par exemple, le réseau d'assainissement de Seine-Saint-Denis, décrit dans le document « Exploitation en temps réel du réseau d'assainissement de Seine-Saint- Denis », J.M. Delattre, présenté au congrès « Le gestion avanzada de/ drenaje unrbano », Barcelone, 2004, est basé sur une approche par scénarios. Selon cette approche, une pluie-type se rapprochant le plus possible de la pluie réelle en cours et à venir sur le territoire est choisie parmi un échantillon de 27 pluies. A chaque pluie-type correspond un jeu de consignes des actionneurs du réseau. Ces jeux de consignes ont été prédéterminés, en utilisant une modélisation du réseau. Il est également connu d'utiliser un algorithme d'optimisation pour prédéterminer un jeu de consignes optimal pour une pluie-type donnée, en fonction d'un modèle du réseau. Ainsi, le document « Optimisation of sewer networks hydraulic behaviour during wet weather: coupling genetic algorithms with two sewer networks modelling tools », présenté au congrès Novatech 2010 de Lyon, a montré qu'une telle optimisation permettait d'améliorer les performances de la gestion temps réel, par rapport aux consignes prédéterminées issues de la longue expérience du gestionnaire du réseau.

Objet et résumé de l'invention

Un réseau d'eau résiduaire peut comprend de nombreux ouvrages et actionneurs. Les inventeurs ont constaté qu'en pratique, un réseau comprenait presqu'en permanence au moins un ouvrage ou un actionneur indisponible ou fonctionnant à capacité réduite. L'indisponibilité peut être due par exemple à un défaut ou à une mise au chômage pour maintenance. Or, dans l'art antérieur cité en introduction, les jeux de consignes sont prédéterminés en fonction d'un modèle du réseau qui représente l'état nominal du réseau. Ainsi, les consignes utilisées peuvent conduire à une sous- performance du réseau lorsque son état n'est pas l'état nominal.

L'invention vise à fournir un procédé de commande d'un réseau d'eau résiduaire, présentant des performances améliorées. En particulier, l'invention vise à utiliser un jeu de consignes qui conduit à des performances améliorées.

A cet effet, l'invention concerne un procédé de commande d'un réseau d'eau résiduaire, ledit réseau comprenant des actionneurs aptes à influencer des débits d'eau dans le réseau, le comportement des actionneurs dépendant de consignes, le procédé comprenant ;

- une étape de sélection d'un type de pluie dans une liste de types de pluie prédéterminés, en fonction d'une pluie prédite ou mesurée,

- une étape de sélection d'un jeu de consignes dans une liste de jeux de consignes prédéterminés, en fonction du type de pluie sélectionné, et

- une étape d'envoi des consignes du jeu de consignes sélectionné vers lesdits actionneurs,

caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'obtention de premières informations d'état représentatives d'un état actuel du réseau, ledit jeu de consignes étant sélectionné dans la liste de jeux de consignes prédéterminés en fonction du type de pluie sélectionné et des premières informations d'état, le procédé de commande comprenant en outre,

- une étape d'obtention de deuxièmes informations d'état représentatives d'un état actuel ou prévu du réseau,

- une étape de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes en fonction d'un modèle du réseau et des deuxième informations d'état, et

- une étape d'ajout dudit nouveau jeu de consignes à ladite liste de jeux de consignes.

Grâce à l'invention, le jeu de consigne est sélectionné non seulement en fonction du type de pluie mais également en fonction de l'état actuel du réseau. Ainsi, il est possible de sélectionner un jeu de consigne qui permet d'obtenir des performances améliorées, compte tenu de l'état actuel du réseau. Par ailleurs, lorsqu'un changement d'état est prévu ou détecté, un nouveau jeu de consignes correspondant est ajouté à la liste. Ainsi, la liste de jeux de consignes contient un jeu de consignes permettant d'obtenir des performances améliorées, quel que soit l'état du réseau.

Selon un mode de réalisation, l'étape de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes comprend la détermination d'un nouveau jeu de consigne pour chaque type de pluie de la liste de types de pluie.

L'étape de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes peut comprendre l'exécution d'un algorithme d'optimisation.

L'étape de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes comprend la détermination du modèle du réseau en fonction d'un modèle nominal du réseau et des deuxièmes informations d'état. Autrement dit, le modèle du réseau utilisé est un modèle actualisé.

Selon un mode de réalisation, le procédé de commande comprend :

- une étape d'évaluation de performances réelles du réseau pendant un événement pluvieux,

- une étape d'évaluation de performances simulées du réseau, en fonction d'un hyétogramme de pluie de l'événement pluvieux et du jeu de consigne sélectionné pendant l'événement pluvieux,

- une étape de comparaison entre lesdites performances réelles et simulées.

Selon un mode de réalisation, le procédé de commande comprend :

- une étape d'évaluation de premières performances simulées du réseau, en fonction d'un hyétogramme de pluie de l'événement pluvieux et du jeu de consigne sélectionné pendant l'événement pluvieux, - une étape d'évaluation de deuxièmes performances simulées du réseau, en fonction dudit hyétogramme de pluie et d'un jeu de consigne sélectionné en fonction dudit hyétogramme de pluie,

- une étape de comparaison entre lesdites premières et deuxièmes performances simulées.

Selon un mode de réalisation, le procédé de commande comprend :

- une étape d'évaluation de performances optimales du réseau pendant un événement pluvieux,

- une étape d'évaluation de performances simulées du réseau, en fonction d'un hyétogramme de pluie de l'événement pluvieux et d'un jeu de consigne sélectionné en fonction dudit hyétogramme de pluie,

- une étape de comparaison entre lesdites performances optimales et simulées.

De manière correspondante, l'invention propose également un dispositif de commande pour un réseau d'eau résiduaire, ledit réseau comprenant des actionneurs aptes à influencer des débits d'eau dans le réseau, le comportement des actionneurs dépendant de consignes, le dispositif de commande comprenant :

- des moyens de sélection d'un type de pluie dans une liste de types de pluie prédéterminés, en fonction d'une pluie prédite ou mesurée,

- des moyens de sélection d'un jeu de consignes dans une liste de jeux de consignes prédéterminés, en fonction du type de pluie sélectionné, et

- des moyens d'envoi des consignes du jeu de consignes sélectionné vers lesdits actionneurs,

caractérisé en ce qu'il comprend

- des moyens d'obtention de premières informations d'état représentatives d'un état actuel du réseau, ledit jeu de consignes étant sélectionné dans la liste de jeux de consignes prédéterminés en fonction du type de pluie sélectionné et des premières informations d'état,

- des moyens d'obtention de deuxièmes informations d'état représentatives d'un état actuel ou prévu du réseau,

- des moyens de détermination d'au moins un nouveau jeu de consignes en fonction d'un modèle du réseau et des deuxième informations d'état, et

- des moyens d'ajout dudit nouveau jeu de consignes à ladite liste de jeux de consignes. L'invention fournit aussi un réseau d'eau résiduaire comprenant des actionneurs aptes à influencer des débits d'eau dans le réseau, le comportement des actionneurs dépendant de consignes, et un dispositif de commande selon l'invention.

L'invention vise aussi un programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de commande précité lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.

Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.

L'invention vise aussi un support d'enregistrement ou support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus.

Les supports d'enregistrement mentionnés ci-avant peuvent être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (fioppy dise) ou un disque dur.

D'autre part, les supports d'enregistrement peuvent correspondre à un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.

Alternativement, les supports d'enregistrement peuvent correspondre à un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :

- la figure 1 représente un réseau d'eau résiduaire permettant la mise en œuvre d'un procédé de commande selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente une loi de commande d'une pompe du réseau de la figure 1,

- la figure 3 représente un dispositif de commande du réseau de la figure 1,

- la figure 4 représente des étapes d'un procédé de commande mis en œuvre par le dispositif de commande de la figure 3,

- la figure 5 représente d'autres étapes d'un procédé de commande mis en œuvre par le dispositif de commande de la figure 3, et

- la figure 6 représente d'autres étapes d'un procédé de commande mis en œuvre par le dispositif de commande de la figure 3.

Description détaillée de modes de réalisation

La figure 1 représente un réseau 1 d'eau résiduaire, destiné à acheminer l'eau de pluie d'une agglomération vers une station d'épuration 4. L'agglomération est divisée entre une zone nord 2 et une zone sud 3.

Dans cet exemple, le réseau 1 comprend des réservoirs SI à S7, des pompes

PI à P10, des tampons 71 à T15, des canalisations représentées par des flèches, et un dispositif de commande 8. Chaque réservoir SI à S7 comprend également un capteur de niveau permettant de mesurer la hauteur d'eau h dans le réservoir.

Par ailleurs, les cercles 5, 6 et 7 représentent des points de déversement vers le milieu naturel, respectivement dans un premier cours d'eau A5, un deuxième cours d'eau A6 et un troisième cours d'eau A7.

La figure 2 est un graphe qui représente le comportement des pompes PI à

P10 du réseau 1. Le débit Q d'une pompe est commandé en fonction de la hauteur h d'eau dans le réservoir associé, mesurée par un capteur. Ainsi, si la hauteur h est inférieure à h stop/ la pompe est à l'arrêt. Le niveau d'eau va alors monter jusqu'à atteindre hstart- La pompe se met alors en route au débit Q mjn . Deux possibilités se présentent alors.

Si le temps est sec, le débit d'eau usée entrant dans le réservoir est inférieur à Q mtn et le niveau d'eau va baisser jusqu'à atteindre h stop , ce qui provoquera l'arrêt de la pompe. Si le temps est pluvieux et que le débit d'eau usée est supérieur à Q mfn , le niveau d'eau va continuer à monter et la pompe va alors augmenter son débit, jusqu'à se stabiliser au débit d'eau entrant, ou jusqu'à atteindre son débit maximum Q max .

Si le débit d'eau entrant dans le réservoir est supérieur à Q maXi le niveau d'eau continue à augmenter et de l'eau peut être déversée vers le milieu naturel, ce qui est à éviter. La hauteur d'eau h max à laquelle la pompe atteint son débit maximum Q max constitue une consigne de commande qui indique la tendance que l'on a à stocker dans le réservoir (si h max est élevé) ou à pomper rapidement vers l'aval pour éviter de stocker (si h max est faible). Pour chacune des pompes PI à P10, la valeur de h max influence les performances du réseau. En effet, une valeur de h max élevée permet de limiter la quantité d'eau déchargée dans le réseau aval et donc de limiter le risque d'inondation dans le réseau aval. Cependant une valeur de h max élevée limite également la quantité d'eau qui peut encore être stockée en cas de forte pluie. Le risque de déversement dans le milieu naturel est donc augmenté.

Ainsi, le choix des consignes de commande h max pour chaque pompe PI à P10 doit être effectué de manière appropriée.

Le dispositif de commande 8 est par exemple situé dans un local de commande du gestionnaire du réseau 1. La figure 3 représente le dispositif de commande 8 de manière plus détaillée. Il présente l'architecture d'un ordinateur et comprend notamment un processeur 9, une mémoire 10 non-volatile, une mémoire vive 11, et une interface de communication 12. Le processeur 9 permet l'exécution d'un programme de commande du réseau 1 mémorisé dans la mémoire 10, en utilisant la mémoire vive 11. Ainsi, la mémoire 10 constitue un support d'information au sens de l'invention et le dispositif de commande 8 constitue un dispositif de commande au sens de l'invention.

Le dispositif de commande 8 mémorise, dans la mémoire 10, une liste de types de pluie, une liste d'états du réseau, et une pluralité de jeux de consigne pour les pompes PI à P10. Par exemple, la liste de types de pluie comprend une pluie homogène appelée « PLHO », et une pluie plus forte sur la zone sud 3 appelée « PLFS ». La liste d'états du réseau comprend un état nominal EN, dans lequel les réservoirs SI à S7, les pompes PI à P10, les tampons Tl à T15 et les canalisations du réseau 1 fonctionnent tous normalement, et un premier état de chômage EC1, dans lequel une intervention sur le réseau oblige à limiter le débit Q m3X des pompes PI et P2 à la moitié de leur débit Q max nominal.

La liste de jeux de consignes comprend un jeu de consignes associé à chaque couple de type de pluie et d'état du réseau, comme le représente le Tableau 1 où Cl à C4 représentent les jeux de consignes. PLHO PLFS

EN Cl C2

EC1 C3 C4

Tableau 1.

Les jeux de consignes Cl à C4 ont été prédéterminés d'une manière qui sera décrite ultérieurement.

La figure 4 représente des étapes du procédé de commande mis en œuvre par le dispositif de commande 8.

A l'étape E10, le dispositif de commande 8 obtient des informations sur la pluie actuelle ou prévue sur l'agglomération, par exemple en provenance d'une station météorologique. Le dispositif de commande 8 obtient également des informations représentatives de l'état actuel du réseau 1, par exemple en consultant un système de planification des interventions ou en consultant des capteurs aptes à générer de telles informations, par exemple un capteur de défaut d'une pompe.

Ensuite, à l'étape E20, le poste de commande 8 sélectionne un type de pluie dans la liste de types de pluie qui correspond le mieux à la pluie déterminée à l'étape E10. Le poste de commande 8 sélectionne également, dans la liste d'états du réseau, l'état qui correspond le mieux à l'état déterminé à l'étape E10.

Ensuite, à l'étape E30, le dispositif de commande 8 sélectionne, dans la liste de jeux de consigne, le jeu de consignes correspondant au type de pluie et à l'état du réseau sélectionnés à l'étape E20. Par exemple, si la pluie PLSF et l'état nominal EN ont été sélectionnés à l'étape E20, le dispositif de commande 8 sélectionne le jeu de consigne C2 à l'étape 30.

Enfin, à l'étape E40, le dispositif de commande 8 envoie vers les pompes PI à P10 des messages indiquant les consignes à utiliser, c'est-à-dire les consignes du jeu de consignes C2 dans le cas précité.

Les étapes E10 à E40 peuvent être répétées. Ainsi, en cas de changement de la pluie actuelle ou prévue et/ou en cas de changement de l'état du réseau, un nouveau jeu de consignes mieux adapté aux conditions peut être sélectionné à l'étape E30. Le nouveau jeu de consignes sélectionné permet alors d'obtenir des meilleures performances du réseau, compte tenu de la pluie actuelle ou prévue et de l'état du réseau.

La figure 5 représente d'autres étapes du procédé de commande mis en œuvre par le dispositif de commande 8. A rétape E50, le dispositif de commande obtient des informations d'état représentatives d'un état actuel ou prévu du réseau, appelé état EC2. Les informations d'état peuvent par exemple indiquer un ouvrage au chômage ou fonctionnant à capacité réduite. Pour obtenir ces informations d'état, le dispositif de commande 8 peut consulter un système de planification des interventions ou des capteurs aptes à générer de tels informations, comme à l'étape E10. On suppose ici qu'aucun des états EN et EC1 de la liste d'états prédéterminés ne correspond aux informations d'état obtenues. L'état EC2 est donc un nouvel état du réseau.

Ensuite, à l'étape E60, le dispositif de commande 8 détermine un modèle actualisé du réseau 1. A cet effet, le dispositif de commande 8 actualise un modèle nominal du réseau 1, mémorisé par exemple dans la mémoire 10, en fonction des informations d'état obtenues à l'étape E50. Ainsi, le modèle actualisé du réseau 1 reflète l'état EC2 actuel ou prévu du réseau.

Après avoir déterminé le modèle actualisé, le dispositif de commande 8 détermine à l'étape E70, pour chaque type de pluie de la liste de types de pluie, un jeu de consigne en utilisant le modèle actualisé. Ainsi, un jeu de consigne C5 est déterminé pour la pluie PLHO et l'état EC2 et un jeu de consigne C6 est déterminé pour la pluie PLFS et l'état EC2. A cet effet, le dispositif de commande 8 met en œuvre un algorithme d'optimisation afin de déterminer le jeu de consigne qui optimise les performances du réseau 1, pour une pluie donnée et en utilisant le modèle actualisé. La mise en œuvre de l'algorithme d'optimisation peut par exemple être effectuée comme dans le document cité en introduction.

Pour les besoins de l'algorithme d'optimisation, les performances du réseau 1 peuvent être représentées par une fonction de performance définie par le gestionnaire du réseau 1. Par exemple, si le but du gestionnaire est de minimiser les rejets du réseau 1 dans les cours d'eau A5, A6 et A7 précités, et que le cours d'eau A5 est considéré plus critique que le cours d'eau A6, lui-même considéré plus critique que le cours d'eau A7, la fonction de performance peut être FP = 3 VA 5 + 2 VA6 + VA7, où VA5, VA6 et VA7 représentent les volumes rejetés dans les cours d'eau A5, A6 et A7, respectivement. L'algorithme d'optimisation fournit alors un jeu de consigne qui minimise la fonction de performance FP.

En variante, l'algorithme d'optimisation peut être un algorithme d'optimisation multi-objectif qui fournit une pluralité de solutions minimisant les volumes VA5, VA6 et VA7, suivi d'une sélection parmi les solutions trouvées en fonction de la criticité relative des cours d'eau.

L'algorithme d'optimisation peut prendre en compte des contraintes, par exemple des bornes entre lesquelles doivent se trouver les consignes à optimiser,

Les jeux de consignes Cl à C4 précités ont été prédéterminés de manière similaire, en utilisant l'algorithme d'optimisation et le modèle nominal du réseau 1 (jeux Cl et C2) ou un modèle actualisé en fonction de l'état EC1 (jeux C3 et C4).

A l'étape E80, les jeux C5 et C6 sont ajoutés à la liste de jeux de consigne, en correspondance avec les types de pluie PLHO et PLFS et l'état du réseau EC2.

Ainsi, après l'exécution des étapes E50 à E80, la liste de jeux de consignes comprend un jeu de consignes associé à chaque couple de type de pluie et d'état du réseau, y compris pour l'état EC2 de l'étape E50, comme le représente le Tableau 2.

Tableau 2.

Dans une variante, l'étape E80 est précédée d'une étape (non représentée) de validation des jeux de consignes C5 et C6 par un opérateur.

Dans une variante également, l'optimisation de l'étape E70 ne concerne qu'une partie des consignes du réseau 1. Par exemple, les consignes h max des pompes P9 et P10 directement reliées à la station d'épuration 4 peuvent être jugées trop critiques pour faire l'objet d'une optimisation. Ainsi, l'algorithme d'optimisation porte uniquement sur les consignes h max des autres pompes PI à P8.

Les étapes de la figure 5 sont exécutées par exemple de manière périodique ou en réponse à un ordre introduit par un opérateur. Les étapes de la figure 5 peuvent également être exécutées lorsque le dispositif de commande 8 détecte, à l'étape E10, un état du réseau qui ne correspond à aucun des états de la liste d'état prédéterminés.

Grâce aux étapes E50 à E80, lorsqu'un nouvel état du réseau 1 est prévu ou détecté, des nouveaux jeux de consignes correspondant sont ajoutés à la liste. Ainsi, la liste de jeux de consignes contient des jeux de consignes permettant d'obtenir des performances améliorées, quel que soit l'état du réseau. La figure 6 représente d'autres étapes du procédé de commande mis en oeuvre par le dispositif de commande 8. Les étapes de la figure 6 sont exécutées après un événement pluvieux significatif.

A l'étape F10, le dispositif de commande 8 obtient des données représentatives du fonctionnement du réseau 1 pendant l'événement pluvieux. Ces données comprennent par exemple les niveaux d'eau dans les réservoirs SI à S7, les débits des pompes PI à P10 et les volumes ou débits des rejets A5 à A6. Le dispositif de commande 8 obtient également des données représentatives de la pluie qui est effectivement tombée, par exemple un hyétogramme de pluie mesuré pendant l'événement pluvieux. Enfin, le dispositif de commande 8 a connaissance du jeu de consignes sélectionné pour l'événement pluvieux, ainsi que du type de pluie sélectionné et de l'état de réseau sélectionné correspondant.

Ensuite, aux étapes F20 à F60, le dispositif de commande 8 évalue différentes valeurs de la fonction de performance FP du réseau 1.

Plus précisément, à l'étape F20, le dispositif de commande 8 évalue les performances réelles FP(1) du réseau 1. A cet effet, la valeur FP(1) est calculée en fonction des données représentatives du fonctionnement du réseau 1 pendant l'événement pluvieux, obtenues à l'étape F10.

A l'étape F30, le dispositif de commande 8 évalue les performances simulées FP(2) du réseau 1 sans reclassification de la pluie. Ainsi, le dispositif de commande 8 calcule la valeur FP(2) en fonction du hyétogramme de pluie obtenu à l'étape F10 et du jeu de consigne utilisé pendant l'événement pluvieux.

A l'étape F40, le dispositif de commande 8 évalue les performances simulées FP(3) du réseau 1 avec reclassification de la pluie. Ainsi, le dispositif de commande 8 calcule la valeur FP(3) en fonction du hyétogramme de pluie obtenu à l'étape F10 et d'un jeu de consigne correspondant au type de pluie qui aurait du être sélectionné dans la liste de types de pluie, compte tenu de la pluie réellement tombée.

Enfin, à l'étape F50, le dispositif de commande 8 détermine un jeu de consigne optimal pour la pluie réellement tombée puis, à l'étape F60 évalue les performances simulées optimales FP(4) du réseau 1. Ainsi, le dispositif de commande 8 calcule la valeur FP(4) en fonction du hyétogramme de pluie obtenu à l'éta e F10 et du jeu de consigne optimal déterminé à l'étape F50.

Pendant les étapes F30 à F60, le modèle du réseau 1 utilisé est le modèle actualisé en fonction de l'état de réseau sélectionné pour l'événement pluvieux. Ensuite, lors des étapes F70 à F100, les valeurs FP(1) à FP(4) sont comparées puis, aux étapes FllO à F140, des conclusions sont établies en fonctions de ces comparaisons.

Plus précisément, à l'étape F70, FP(1) est comparé à FP(2). Si une différence importante est constatée, cela indique qu'un équipement du réseau 1 est défaillant. Ainsi, à l'étape Fl lO, la comparaison des débits et niveaux mesurés et simulés permet d'identifier l'équipement défaillant. Par exemple si le débit mesuré d'une pompe plafonne à un niveau donné inférieur au débit simulé de la pompe, cela indique que la pompe est défectueuse. Le dispositif de commande 8 peut alors afficher une recommandation de maintenance de cette pompe à destination du gestionnaire du réseau 1.

A l'étape F80, FP(2) est comparé à FP(3). Si une différence importante est constatée, cela indique que la pluie-type sélectionnée pour l'événement pluvieux était éloignée de la pluie effectivement tombée. Autrement dit, la détection et la prévision de la pluie doivent être améliorées pour permettre de mieux sélectionner la pluie-type. Ainsi, à l'étape F120, le dispositif de commande 8 affiche une recommandation d'amélioration de la détection et de la prévision de la pluie.

A l'étape F90, FP(3) est comparé à FP(4). Si une différence importante est constatée, cela indique que le jeu de consignes sélectionné pour l'événement pluvieux était sous-optimal. Ainsi, à l'étape F130, le dispositif de commande 8 affiche une recommandation d'ajouter une pluie-type à la liste de types de pluie, avec les consignes optimales correspondantes. Ainsi, si la recommandation est acceptée (par exemple par un opérateur), le dispositif de commande 8 détermine, pour la nouvelle pluie-type et pour chaque état réseau de la liste d'état du réseau, un nouveau jeu de consigne. A cet effet, le dispositif de commande 8 met en œuvre un algorithme d'optimisation, comme expliqué précédemment en référence à l'étape E70.

Pour les étapes F70 à F90 précitées, une différence importante signifie par exemple une différence supérieure à un seuil prédéterminé.

Enfin, à l'étape F100, FP(4), qui représente les performances optimisées du réseau 1 pour la pluie tombée, est comparé à un seuil de performance. Si les performances optimisées sont jugées insuffisantes, alors à l'étape F140 le dispositif de commande 8 affiche une recommandation d'étudier l'amélioration de la structure du réseau 1 ou de sa gestion temps réel. Les étapes de la figure 6 permettent donc, après un événement pluvieux, de diagnostiquer les causes d'une éventuelle sous-performance du réseau 1, et d'indiquer les pistes d'amélioration à étudier.

L'invention a été décrite précédemment en référence à un mode de réalisation dans lequel les actionneurs du réseau sont des pompes et les consignes de commande sont des hauteurs h max . Bien entendu, l'invention peut concerner d'autres types d'actionneur, par exemple des vannes, et d'autres types de consigne de commande. La loi de commande des pompes peut être différente de celle représentée sur la figure 2.

Dans une variante, la liste d'état du réseau comprend, initialement, uniquement l'état nominal EN. Les étapes représentées sur la figure 5 permettent d'ajouter un ou des états supplémentaires si nécessaire.

Dans une variante également, la liste de types de pluie peut être initialement vide. Dans ce cas, si le dispositif de commande 8 dispose d'une puissance de calcul suffisante pour mettre en oeuvre l'algorithme d'optimisation dans l'intervalle de temps entre la prévision d'une pluie et l'apparition effective de la pluie, un premier type de pluie correspondant à la pluie prévue peut être ajouté à la liste de types de pluie avec le jeu de consignes déterminés, avant l'apparition de la pluie. Les consignes déterminées peuvent alors être appliquées.