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Gnouma Raouf. Aide à la calibration d'un modèle hydrologique distribué au moyen d'une analyse des processus hydrologiques : application au bassin versant de l'Yzeron. 2006 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
Résumé
Ce travail de thèse s'inscrit dans le contexte des recherches actuelles en hydrologie consacrées à l'amélioration des performances des modèles hydrologiques à l'aide des connaissances acquises par l'approche expérimentale. Le bassin versant de l'yzeron (A=147,3 km2), situé à l'Ouest de l'agglomération lyonnaise, constitue le terrain d'étude. Après un état de l'art concernant les processus hydrologiques de génèse des écoulements et la modélisation hydrologique distribuée, le modèle WISTOO a été implémenté sur le bassin de l'Yzeron. Ce premier travail de modélisation a soulevé les différents problèmes, déjà évoqués dans la littérature, d'une modélisation hydrologique distribuée. Il a montré qu'une connaissance sur le comportement hydrologique de la région d'étude est nécessaire. Dans la deuxième partie de ce travail et à l'aide d'une analyse spatiale, utilisant les différentes couches thématiques disponibles, trois sous-bassins versants supposés représentatifs de caractéristiques dominantes liées aux écoulements ont été sélectionnés. Ensuite, une approche expérimentale a été menée, sur ces entités spatiales, à deux échelles : celle du sous-bassin versant (analyse pluie-débit et traçage géochimique) et celle du versant (suivi du niveau piézométrique). L'application du traçage géochimique a permis d'émettre des hypothèses sur le comportement hydrologique de ces entités. Pour une approche à plus petite échelle, une série de piézomètres a été installée sur deux versants ce qui a permis un suivi temporel du niveau piézométrique lors de quelques événements averse-crue. L'association des deux techniques (traçage géochimique et suivi à l'échelle du versant) ainsi que les analyses pluie-débit globales nous ont permis d'apporter quelques éléments de compréhension sur les processus hydrologiques dominants associés aux bassins représentatifs du bassin de l'Yzeron. Une première tentative d'intégration de cette connaissance dans le calage du modèle distribué constitue le dernier chapitre de la thèse.
The present work is a contribution to the recent research topics in hydrology devoted to the amelioration of hydrological modelling performance on the base of field knowledge. The study catchment is the Yzeron basin (A = 147,3 km²) located at the west of Lyon. Following a state of the art review concerning hydrological processes for runoff generation and distributed hydrological modelling, the WISTOO model was implemented in the Yzeron basin. This first work of modelling raised the different problems of the distributed hydrological modelling, already evoked in the literature, and stresses the importance of knowledge about the hydrological behaviour of the study catchment is necessary. In the second part of this work, a spatial analysis was carried out, using the different available thematic layers, leading to the selection of three representative sub-catchments. A field experimental approach has been conducted at two scales : catchment (runoff-rainfall analysis and geochemical tracing) and hillslope scale (piezometric level measurements). The geochemical tracing application has made it possible to propose some hypotheses on the hydrological behaviour of these entities. For a smaller scale approach, a set of piezometers have been installed on two hillslopes, which allowed monitoring of the piezometric level during some rainfall-runoff events. Association of two techniques (geochemical tracing and experimental investigation at the hillslope scale) and global rainfall-runoff analysis have finally permitted to improve our understanding of dominant hydrological processes associated to the representatives sub-catchments of Yzeron basin. A first tentative of integration of this knowledge in to the calibration process of WISTOO model constitutes the last chapter of this work.
Mot(s) clés libre(s) : SCIENCES DE LA TERRE, HYDROLOGIE, MODELE HYDROLOGIQUE, BASSIN VERSANT, YZERON, TRACAGE GEOCHIMIQUE, MODELE WISTOO, MODELISATION HYDROLOGIQUE DISTRIBUEE, ANALYSE SPATIALE, ECOULEMENT, ANALYSE PLUIE DEBIT, NIVEAU PIEZOMETRIQUE, CALAGE MODELE
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Gnouma Raouf. Aide à la calibration d'un modèle hydrologique distribué au moyen d'une analyse des processus hydrologiques : application au bassin versant de l'Yzeron. 2006 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Ce travail de thèse s’inscrit dans le contexte des recherches actuelles en hydrologie consacrées à l’amélioration des performances des modèles hydrologiques à l’aide des connaissances acquises par l’approche expérimentale. Le bassin versant de l’Yzeron (A = 147,3 km²), situé à l’Ouest de l’agglomération Lyonnaise, constitue le terrain d’étude. Après un état de l’art concernant les processus hydrologiques de genèse des écoulements et la modélisation hydrologique distribuée, le modèle WISTOO a été implémenté sur le bassin de l’Yzeron. Ce premier travail de modélisation a soulevé les différents problèmes, déjà évoqués dans la littérature, d’une modélisation hydrologique distribuée. Il a montré qu’une connaissance sur le comportement hydrologique de la région d’étude est nécessaire. Dans la deuxième partie de ce travail et à l’aide d’une analyse spatiale, utilisant les différentes couches thématiques disponibles, trois sous-bassins versants supposés représentatifs de caractéristiques dominantes liées aux écoulements ont été sélectionnés. Ensuite, une approche expérimentale a été menée, sur ces entités spatiales, à deux échelles : celle du sous-bassin versant (analyse pluie-débit et traçage géochimique) et celle du versant (suivi du niveau piézométrique). L’application du traçage géochimique a permis d’émettre des hypothèses sur le comportement hydrologique de ces entités. Pour une approche à plus petite échelle, une série de piézomètres a été installée sur deux versants ce qui a permis un suivi temporel du niveau piézométrique lors de quelques événements averse-crue. L’association des deux techniques (traçage géochimique et suivi à l’échelle du versant) ainsi que les analyses pluie-débit globales nous ont permis d’apporter quelques éléments de compréhension sur les processus hydrologiques dominants associés aux bassins représentatifs du bassin de l’Yzeron. Une première tentative d’intégration de cette connaissance dans le calage du modèle distribué constitue le dernier chapitre de la thèse
The present work is a contribution to the recent research topics in hydrology devoted to the amelioration of hydrological modelling performance on the base of field knowledge. The study catchment is the Yzeron basin (A = 147,3 km²) located at the west of Lyon. Following a state of the art review concerning hydrological processes for runoff generation and distributed hydrological modelling, the WISTOO model was implemented in the Yzeron basin. This first work of modelling raised the different problems of the distributed hydrological modelling, already evoked in the literature, and stresses the importance of knowledge about the hydrological behaviour of the study catchment is necessary. In the second part of this work, a spatial analysis was carried out, using the different available thematic layers, leading to the selection of three representative sub-catchments. A field experimental approach has been conducted at two scales : catchment (runoff-rainfall analysis and geochemical tracing) and hillslope scale (piezometric level measurements). The geochemical tracing application has made it possible to propose some hypotheses on the hydrological behaviour of these entities. For a smaller scale approach, a set of piezometers have been installed on two hillslopes, which allowed monitoring of the piezometric level during some rainfall-runoff events. Association of two techniques (geochemical tracing and experimental investigation at the hillslope scale) and global rainfall-runoff analysis have finally permitted to improve our understanding of dominant hydrological processes associated to the representatives sub-catchments of Yzeron basin. A first tentative of integration of this knowledge in to the calibration process of WISTOO model constitutes the last chapter of this work.
Mot(s) clés libre(s) : SCIENCES DE LA TERRE, HYDROLOGIE, MODELE HYDROLOGIQUE, BASSIN VERSANT, YZERON, TRACAGE GEOCHIMIQUE, MODELE WISTOO, MODELISATION HYDROLOGIQUE DISTRIBUEE, ANALYSE SPATIALE, ECOULEMENT, ANALYSE PLUIE DEBIT, NIVEAU PIEZOMETRIQUE, CALAGE MODELE
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Azzout Yolande. Aide à la décision appliquée au choix des techniques alternatives en assainissement pluvial. 1996 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
A l'issue d'un bilan sur l'assainissement pluvial actuel et de la mise en évidence de la complexité des techniques alternatives, nous avons orienté nos recherches vers la formulation d'un outil d'aide à la décision en matière d'assainissement pluvial à l'aide de techniques alternatives. Pour cela, nous avons redéfini le contexte décisionnel. L'outil décisionnel que nous proposons implique une collaboration entre les différents partenaires tout au long du processus de décision. Il aide à la finalisation d'un projet, à l'imagination de solutions admissibles et à la sélection d'une solution. Au travers de ces trois principaux objectifs, d'autres fonctions ont transparu, comme l'aide à l'acquisition d'informations sur des données physiques mais aussi sur les objectifs ou comme l'apprentissage (informations sur les différentes potentialités et contraintes, prescriptions en matière de conception, réalisation et gestion). Afin de mener correctement ces objectifs, nous avons décomposé le processus de décision en trois phases reliées les unes aux autres. Elles concernent une aide à : - la partition de l'ensemble des techniques alternatives en assainissement pluvial éliminant les techniques alternatives dont nous sommes surs qu'elles ne pourront pas fonctionner correctement ultérieurement. Nous avons développé un système expert facilitant cette première tâche ; - la construction de scénarios alternatifs d'assainissement. Nous avons ainsi proposé une méthode prescriptive permettant d'aider à cette construction; - la sélection d'un scénario répondant au mieux aux objectifs des différents décideurs et aux contraintes du projet. Nous avons adopté une démarche et une méthode multicritère afin de prendre en compte le caractère conflictuel de ces critères et la diversité des points de vue des différents acteurs.
To arrive at feasible choices, we have formalized the decision-making process, taking account the multiple criteria and the large number of partners involved. We have developed a decision-making tool for alternative techniques in urban storm water management at the preliminary study stage. This tool implicates the collaboration between the different actors of the decision-making process. It helps to finalize a storm water project, to imagine admissible solutions and to select appropriate ones. With these three principal objectives, others functions appeared like the help in acquisition of physical or decisional information and the help in learning. In order to realize correctly these objectives, we decomposed the decision-making process in three connected phases: - an elimination phase which makes it possible to eliminate techniques which are unworkable. We developed an expert system to facilitate this first task; - a construction phase which permit to elaborate urban storm scenario. We proposed a prescriptive tool; - a selection phase which makes it possible, in collaboration with all the partners involved, to choose a storm water drainage scenario which will best suit the objectives and the wishes of the partners. We adopted a multicriteria step and method to take account conflicting criteria and the diversity of actors' point of view.
Mot(s) clés libre(s) : AIDE A DECISION
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Um Bayiha Ruben. Aide au choix de procédés d'assainissement autonome en Afrique : Contribution de la logique floue. 1996 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
L'assainissement autonome des bâtiments d'habitation concerne les dispositifs à mettre en œuvre pour le traitement et l'élimination des eaux usées domestiques qui ne peuvent être évacuées par un système d'assainissement collectif. Il a pour objet d'assurer l'épuration des eaux usées, ainsi que leur évacuation, sous des modèles compatibles avec les exigences de la santé publique et de l’environnement. En effet l’épuration des effluents domestiques à la parcelle est une solution intéressante pour les pays en développement tant sur le plan technique que sur le plan économique. On est dès lors confrontés à un problème de choix du procédé à mettre en place, les techniques d’assainissement autonome des eaux usées domestiques étant nombreuses et leur efficacité dépendant de la combinaison de plusieurs facteurs tant physiques économiques que socio-culturels. Les modèles d’aide au choix de procédés d’assainissement dans le cadre des pays en développement, en dehors des problèmes liés à tout processus d'aide au choix dans ce domaine, rencontrent deux obstacles de taille : - le volume réduit, voire le manque d'informations structurées et-directement exploitables - une relative incertitude sur les réponses apportées par les experts, liée au premier aspect cité. Face à ses obstacles nous avons adopté une stratégie constituée de deux étapes : - la première étape nous conduit à l'élaboration d'un outil informatique d'aide au choix à visée opérationnelle, utilisant des règles d’inférence et basé sur une logique de raisonnement binaire; - la deuxième approche, utilisant les concepts d’ensembles flous et de logique floue se concrétise par la mise au point d'un prototype à règles d'inférence, dont la prise en compte du vague des informations disponibles et des incertitudes liées aux règles expertes permet la déduction de solutions techniques nuancées et robustes.
Autonomous sanitation techniques for buildings is a type of waste disposal system, which treats and disposes domestic wastes which otherwise cannot be handled by a collective sewage disposal network. In fact, from an economic and technical perspective, sewage handling and treatment at the level of patches of land seems to be an interesting solution for developing countries. However, autonomous sanitation techniques are many whose efficiencies depend on a combination of physical, economic and socio-cultural factors. Consequently, the designer is confronted with the problem of choice, a central theme of every decision making process. The choice of autonomous sanitation aid-model for developing countries invariably encounters two outstanding obstacles: - firstly the particular context of developing countries, characterized by the lack of precise and appropriate information, which must nevertheless be recognized and accounted for in the decision making process; - secondly the experts difficulties in giving clear answers in the domain, accounting the vagueness and uncertainty in available data. Facing these obstacles, we have adopted an approach in two steps of reasoning: - in the first part, we have developed a software system, using a knowledge base approach and inference rules, based on binary logic reasoning; - in the second step, using the concepts of fuzzy set and fuzzy logic, we have built a deductive inference tool, which taking into account the imprecision in available data and uncertainty in given inference rules, can give suitable and stout solutions.
Mot(s) clés libre(s) : GENIE CIVIL, ASSAINISSEMENT, EPURATION EAU USEE, EAU USEE, EAU USEE DOMESTIQUE, EFFLUENT DOMESTIQUE, PAYS EN DEVELOPPEMENT, BASE CONNAISSANCE, ENSEMBLE FLOU, LOGIQUE FLOUE, SYSTEME EXPERT, REGLE INFERENCE
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Gérard Christophe. Aide au diagnostic des réseaux d'assainissement : analyse et modélisation des relations entre la structure du réseau et les risques d'envasement. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Les dépôts présents dans les systèmes d’assainissement urbain posent des problèmes multiples d’hydraulique d’exploitation, de confort et de sécurité, d'environnement, de gestion du patrimoine, etc. Leur maîtrise constitue donc un enjeu important pour les gestionnaires de ces systèmes. Les méthodes classiques reposant sur un curage systématique de l'ensemble du linéaire sont coûteuses et les gestionnaires tentent de passer d'une maintenance essentiellement curative à une maintenance préventive, voire corrective. Dans le but d'améliorer ce passage, le travail présenté dans cette recherche consiste à étudier les relations existant entre la structure et le fonctionnement des réseaux d'assainissement, et la localisation des dépôts de matières solides qui y sont transportées. En effet, ces dépôts solides se forment en certains points privilégiés du réseau d'assainissement et sont souvent liés à des causes structurelles, géométriques, fonctionnelles, environnementales, induisant des phénomènes complexes de nature hydraulique, physique, granulométrique, etc. Cette recherche a abouti à la réalisation d'un modèle conceptuel à base de règles expertes paramétrées. Ce modèle permet de prévoir le risque d'envasement de chaque tronçon visitable d'un réseau d'assainissement unitaire en combinant d'une part sa vulnérabilité, c'est à dire sa capacité structurelle à piéger les sédiments s'il en reçoit, et d'autre part la gravité de son exposition à un aléa particulier, c'est à dire la mesure de la plus ou moins grande quantité de sédiments qu'il est susceptible de recevoir. Ce modèle a été construit en s'appuyant sur une démarche itérative combinant une analyse des résultats des études antérieures, des données structurelles disponibles, des mesures de hauteurs d'envasement réalisées sur le réseau du Grand Lyon, et une analyse experte des causes d'envasement identifiées par le personnel d'exploitation de ce même réseau.
Solid deposits in urban sewerage networks set multiple problems of hydraulic, operation, comfort, security, environment, patrimony management, etc. So, their mastership constitutes an important issue for administrators of these systems. Classical methods based upon systematic cleansing are very expensive, and administrators try to change their essentially curative maintenance into a preventive or even corrective one. With intend to improve this change, the work presented in this research consist of studying the links between physical structure and working of the network, and locations of solid deposits it carries. As a matter of fact, these solid deposits occur in preferential locations of the sewer system and are often linked to structural, geometrical, functional, environmental causes, creating complex hydraulic, physical, and grain size distribution phenomena. This research has lead to the realization of a conceptual model based on parameterized expert rules. This model allows to forecast the risk of sediment build-up for each man-entry section of a combined sewerage network by combining on the one hand its vulnerability, i.e. its structural likelihood of trapping solids in certain spots if its receiving some, and on the other hand its hazard, i.e. the measurement of the quantity of sediments it is able to receive. This model has been built by using an iterative approach combining results of previous studies, structural available data, measurements of silting-up levels in the network of the Urban Community of Lyons, and an expert analysis of silting-up causes identified by the operating staff of this network.
Mot(s) clés libre(s) : GENIE CIVIL, GENIE URBAIN, RESEAU ASSAINISSEMENT, DEPOT SOLIDE, AUTOCURAGE, ENVASEMENT, GESICA, MODELISATION, VULNERABILITE RESEAU
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Gonzalez-Merchan Carolina. Amélioration des connaissances sur le colmatage des systèmes d'infiltration d'eaux pluviales. 2012 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Les ouvrages d'infiltration sont utilisés aujourd hui comme alternative au réseau d assainissement pluvial. Ils réduisent les risques d'inondation, contribuent au piégeage de polluants permettant ainsi de limiter la détérioration des milieux aquatiques superficiels et sont reconnus pour recharger la nappe. Cependant leur fonctionnement est affecté à long terme par le colmatage réduisant leur performance hydraulique. Par ailleurs, lorsque ces systèmes sont munis de surverses, le colmatage limite les capacités d'interception des flux d'eau et des polluants. Le colmatage constitue donc un facteur clé dans le fonctionnement de ces systèmes tant sur un plan hydraulique qu'environnemental. Cette thèse a pour but de mesurer et de comprendre l'évolution spatio-temporelle du colmatage à une échelle mégascopique (l'échelle d'un ouvrage extensif type) et diachronique (sur le moyen terme). Pour cela une approche expérimentale a été menée au sein de l'Observatoire de Terrain en Hydrologie Urbaine (OTHU) selon trois niveaux d'investigation sur un même ouvrage en conditions réelles de fonctionnement. Un premier niveau (échelle globale) a consisté à mesurer l'évolution temporelle du système pris dans son ensemble grâce au calage de la résistance hydraulique au sens du modèle de Bouwer. Cette étape a nécessité de mesurer et d'exploiter des données en continu de flux d eau, de sédiments, de matière organique apportés au système, les facteurs environnementaux comme la température d'air et d'eau, l'ensoleillement, le rythme, la nature des événements pluvieux, la saisonnalité, etc., sur un historique de 8 ans. Cette étape nous a mis en évidence la dynamique d'évolution du colmatage et le rôle bénéfique du développement de la végétation sur le maintien de la capacité d'infiltration globale d'un ouvrage de ce type. Un deuxième niveau (échelle semi globale) nous permettant de distinguer l'évolution temporelle du colmatage du fond et des parois, a montré leur dynamique respective (rapide pour le fond, très lente voire inexistante pour les parois). Un troisième niveau (échelle locale) a tenté d'explorer la répartition spatiale et temporelle du colmatage sur le fond des ouvrages sur des échelles de temps plus courtes. L'approche expérimentale a consisté à caractériser la couche colmatante en terme physico chimique et dans une moindre mesure biologique (conductivité hydraulique à saturation, granulométrie, porosité, masse volumique apparente, masse volumique des particules solides, matière organique, biomasse). Elle a analysé également le rôle de la végétation spontanée sur la capacité d'infiltration vis-à-vis des caractéristiques de l'horizon de surface et la structure aérienne et racinaire des espèces présentes. Enfin des analyses statistiques de l'évolution du colmatage à chaque échelle a mis en évidence la part potentiellement importante du colmatage biologique sur ces systèmes alors que, pour la gestion des eaux pluviales ce facteur est généralement négligé.
Infiltration systems are widely used in urban stormwater management. Infiltration systems can significantly reduce stormwater discharges to sewer systems and may therefore contribute to the mitigation of flooding problems. In addition infiltrations systems also help to reduce stormwater pollution, contribute to groundwater recharge and to water course protection. However, the hydraulic performance of infiltration systems decreases with time due to clogging effects. A clogged layer limits the transfer of water and pollutants in infiltrations systems. The clogging has a significant impact on the long-term performance of a system. The aim of this PhD study is to better understand spatio-temporal evolution of clogging on large infiltration systems involving different scales: (i) global scale, (ii) semi - global (the whole bottom and the sides), (iii) local scale (different part of the bottom). An experimental approach has been carried out in the OTHU project (Field Observatory on Urban Hydrology, www.othu.org). An infiltration basin studied with three investigations scales under real operation conditions. In a global scale, the temporal clogging evolution of the system was evaluated in terms of hydraulic resistance. This clogging indicator was calibrated from Bouwer s model. Water inflow, TSS, COD, climatic factors (air temperature and solar energy), stormwater events and season variations were measured. The results describe the clogging evolution over 8 years. It indicates that vegetation may have a beneficial effect on infiltration capacity. In a semi global scale study, clogging evolution at the bottom and the sides, of the infiltration basin was evaluated. It proved that the clogging mainly occurs at the bottom, that is, the bottom was clogged fast and the clogging at the sides was slow. Local scale study, spatial distribution and temporal evolution of clogging at the bottom with in situ measurements during 2 years were investigated. The study characterised the clogged layer, with bio physic-chemical parameters (i.e., were investigated hydraulic conductivity, porosity, grain size, dry bulk density, organic matter and biomass content). This analyze compared also the role of different types of spontaneous vegetation. The result showed the high spatio-temporal heterogeneity on the infiltration surface. Statistical analysis of clogging evolution in each scale showed the significant impacts of biological activity in the stormwater infiltration basins, which was often neglected
Mot(s) clés libre(s) : Génie des eaux, Traitement des eaux, Pluie, Réseau d'assainissement, Bassin d' infiltration, Eaux pluviales, Hydrologie urbaine, Colmatage, Infiltration bassin, Stormwater, Clogging, Urban hdrology
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Gonzalez-Merchan Carolina. Amélioration des connaissances sur le colmatage des systèmes d'infiltration d'eaux pluviales. 2012 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
Résumé
Les ouvrages d'infiltration sont utilisés aujourd hui comme alternative au réseau d assainissement pluvial. Ils réduisent les risques d'inondation, contribuent au piégeage de polluants permettant ainsi de limiter la détérioration des milieux aquatiques superficiels et sont reconnus pour recharger la nappe. Cependant leur fonctionnement est affecté à long terme par le colmatage réduisant leur performance hydraulique. Par ailleurs, lorsque ces systèmes sont munis de surverses, le colmatage limite les capacités d'interception des flux d'eau et des polluants. Le colmatage constitue donc un facteur clé dans le fonctionnement de ces systèmes tant sur un plan hydraulique qu'environnemental. Cette thèse a pour but de mesurer et de comprendre l'évolution spatio-temporelle du colmatage à une échelle mégascopique (l'échelle d'un ouvrage extensif type) et diachronique (sur le moyen terme). Pour cela une approche expérimentale a été menée au sein de l'Observatoire de Terrain en Hydrologie Urbaine (OTHU) selon trois niveaux d'investigation sur un même ouvrage en conditions réelles de fonctionnement. Un premier niveau (échelle globale) a consisté à mesurer l'évolution temporelle du système pris dans son ensemble grâce au calage de la résistance hydraulique au sens du modèle de Bouwer. Cette étape a nécessité de mesurer et d'exploiter des données en continu de flux d eau, de sédiments, de matière organique apportés au système, les facteurs environnementaux comme la température d'air et d'eau, l'ensoleillement, le rythme, la nature des événements pluvieux, la saisonnalité, etc., sur un historique de 8 ans. Cette étape nous a mis en évidence la dynamique d'évolution du colmatage et le rôle bénéfique du développement de la végétation sur le maintien de la capacité d'infiltration globale d'un ouvrage de ce type. Un deuxième niveau (échelle semi globale) nous permettant de distinguer l'évolution temporelle du colmatage du fond et des parois, a montré leur dynamique respective (rapide pour le fond, très lente voire inexistante pour les parois). Un troisième niveau (échelle locale) a tenté d'explorer la répartition spatiale et temporelle du colmatage sur le fond des ouvrages sur des échelles de temps plus courtes. L'approche expérimentale a consisté à caractériser la couche colmatante en terme physico chimique et dans une moindre mesure biologique (conductivité hydraulique à saturation, granulométrie, porosité, masse volumique apparente, masse volumique des particules solides, matière organique, biomasse). Elle a analysé également le rôle de la végétation spontanée sur la capacité d'infiltration vis-à-vis des caractéristiques de l'horizon de surface et la structure aérienne et racinaire des espèces présentes. Enfin des analyses statistiques de l'évolution du colmatage à chaque échelle a mis en évidence la part potentiellement importante du colmatage biologique sur ces systèmes alors que, pour la gestion des eaux pluviales ce facteur est généralement négligé.
Infiltration systems are widely used in urban stormwater management. Infiltration systems can significantly reduce stormwater discharges to sewer systems and may therefore contribute to the mitigation of flooding problems. In addition infiltrations systems also help to reduce stormwater pollution, contribute to groundwater recharge and to water course protection. However, the hydraulic performance of infiltration systems decreases with time due to clogging effects. A clogged layer limits the transfer of water and pollutants in infiltrations systems. The clogging has a significant impact on the long-term performance of a system. The aim of this PhD study is to better understand spatio-temporal evolution of clogging on large infiltration systems involving different scales: (i) global scale, (ii) semi - global (the whole bottom and the sides), (iii) local scale (different part of the bottom). An experimental approach has been carried out in the OTHU project (Field Observatory on Urban Hydrology, www.othu.org). An infiltration basin studied with three investigations scales under real operation conditions. In a global scale, the temporal clogging evolution of the system was evaluated in terms of hydraulic resistance. This clogging indicator was calibrated from Bouwer s model. Water inflow, TSS, COD, climatic factors (air temperature and solar energy), stormwater events and season variations were measured. The results describe the clogging evolution over 8 years. It indicates that vegetation may have a beneficial effect on infiltration capacity. In a semi global scale study, clogging evolution at the bottom and the sides, of the infiltration basin was evaluated. It proved that the clogging mainly occurs at the bottom, that is, the bottom was clogged fast and the clogging at the sides was slow. Local scale study, spatial distribution and temporal evolution of clogging at the bottom with in situ measurements during 2 years were investigated. The study characterised the clogged layer, with bio physic-chemical parameters (i.e., were investigated hydraulic conductivity, porosity, grain size, dry bulk density, organic matter and biomass content). This analyze compared also the role of different types of spontaneous vegetation. The result showed the high spatio-temporal heterogeneity on the infiltration surface. Statistical analysis of clogging evolution in each scale showed the significant impacts of biological activity in the stormwater infiltration basins, which was often neglected
Mot(s) clés libre(s) : Génie des eaux, Traitement des eaux, Pluie, Réseau d'assainissement, Bassin d' infiltration, Eaux pluviales, Hydrologie urbaine, Colmatage, Infiltration bassin, Stormwater, Clogging, Urban hdrology
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Boutin Roland. Amélioration des connaissances sur le comportement des rejets en mer de produits de dragage de type vase : phénomènes à court terme et dans le champ proche. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
En France, les opérations de dragage d'entretien des ports maritimes conduisent à rejeter le plus souvent en mer les produits prélèves dans les ports ou leur chenaux d'accès. Sous l'effet des houles et des courants, ces matériaux rejetés ne devraient ni revenir se déposer dans la zone d'extraction, ni menacer des zones écologiquement sensibles. Ces produits ont cependant un comportement complexe du fait notamment de la présence de particules très fines comme les argiles et il n'existe pas actuellement d'approche unifiée pour décrire leur comportement lors de rejets en mer. Nous avons donc cherché à mieux comprendre les phénomènes physiques qui gouvernent l'évolution à court terme de ces rejets. Après une approche historique, nous présentons le domaine étudié et indiquons les limites de nos travaux. Les approches théoriques disponibles et les modélisations qui en découlent sont alors abordées. Afin d'observer les phénomènes, nous avons cherche à reproduire en canal de laboratoire différents types de rejets (clapage, rejet continu) en utilisant une vase naturelle marquée à l'indium 113m. Ce marquage permet de suivre à l'aide de sondes à scintillation la concentration du nuage turbide en différents points de la surface et du fond. Des cliches photo rendent compte de l'évolution spatiale des phénomènes. Le comportement du rejet et notamment la création de courants de densité sont décrits. Le taux de dépôt pour différentes conditions initiales est évalue. Pour certains essais une ségrégation préférentielle des silts est mise en évidence. Apres avoir décrit les expériences réalisées et présentées les données recueillies, nous terminons par l'analyse de deux modèles actuellement disponibles. Celle-ci montre que ces outils doivent être utilises avec circonspection et que seules des mesures sur le terrain peuvent actuellement permettre l'analyse des phénomènes.
In France, maintenance dredging operations most often lead to disposal at sea of materials removed from harbors or their access channels. Even because of swells and currents, those product should neither come back nor settle into the area nor there ten environmentally fragile areas. However those products have a complicated behavior mainly due to tiny particles like silts and present, there is no unified approach to describe their behavior when they are poured into the sea. Consequently, we have attempted to better understand the physical phenomena which rule the short-term evolution of those waste products. After skimming through history, we will introduce the field we have been studying and point out the limits to our research. The available theoretical approaches and the ensuing models will be considered. In order to watch the phenomena, we have tried to reproduce different methods of waste disposal (clapage, continuous washing away) in a laboratory canal by using a natural mud. Marking with indium 113m makes it possible to trace with scintillation probes the concentration of the turbid cloud at different points at the surface and on bottom. Photographs render the spatial evolution of the phenomena. The evolution of the wastes, particularly when a density current occurs, will be described. The rate of deposit related to different initial conditions will be appraised. Concerning some tests, a preferential separation on the silts can be noticed. After the experiments have benne describes, and after the new data have been given, we will analyze two models which are currently available. We conclude that these tolls cannot be used with real safety. We infer that more field data are needed to help us analyze the complexity of the waste behavior.
Mot(s) clés libre(s) : GENIE CIVIL, PORT, DRAGAGE, BOUE, REJET EN MER, VASE, IMPACT ENVIRONNEMENT, TRACEUR, RADIOACTIF
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Blanc Armelle. Analyse de cycle de vie des filières de traitement des sites industriels pollues. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
La gestion des sites industriels pollués constitue aujourd'hui un enjeu important. De points noirs isolés, les sites industriels pollués sont devenus l'objet d'une politique nationale. Le choix des objectifs de traitement d'un site et des techniques de traitement appropriées nécessite la prise en compte d'un grand nombre de critères parfois conflictuels, sur le plan environnemental notamment. Mais le cas des sites industriels pollués est surtout emblématique du double processus d'appropriation-désappropriation qui accompagne nos activités techniques. Le site pollué est une forme de « désappropriation » héritée des activités passées. Le traitement, s'il permet une « réappropriation » du site, implique en contrepartie une exploitation des ressources naturelles lors de sa mise en œuvre. Il est aujourd'hui nécessaire de disposer de méthodes susceptibles de contrôler ce phénomène d'appropriation-désappropriation. L'ACY, dont l'objectif est d'évaluer l'ensemble des impacts environnementaux liés au cycle de vie d'un produit ou d'un service paraît a priori adéquate. Mais une analyse critique plus précise de cette méthode montre qu'elle ne permet pas d'évaluer les impacts environnementaux des systèmes techniques. Après avoir levé ce que nous appelons le paradoxe de l'ACY, nous en proposons une nouvelle lecture et montrons qu'elle constitue un outil d'amélioration de la productivité des ressources naturelles et qu'en ce sens elle peut être utilisée dans une procédure plus générale de contrôle des techniques. Enfin, afin d'illustrer notre propos, nous concluons par une application de l'ACY au choix d'une technique de traitement d'un site pollué par du soufre.
The management of industrial polluted sites is a major issue. From isolated problems, polluted sites are now the subject of a national policy. More particularly from an environmental viewpoint, the choice of the objective of the treatment and the selection of suitable treatment techniques need to take into account a lot of conflicting criteria. But the case of industrial polluted sites is, above all, an illustration of the double process of « appropriation-disappropriation » which characterises any technical activity. The polluted site is a form of« disappropriation » inherited from past activities. On one hand, the treatment allows an « appropriation » of the site but, on the other hand, it induces an exploitation of natural resources which can be considered as a « disappropriation » process. We need methods to control this « appropriation-disappropriation » process. Life cycle assessment, which aims at assessing environmental impacts on the life cycle of products, seems to suit properly. But a more precise analysis of the method shows that it cannot assess environmental impacts of technical systems. We have called this phenomenon «the paradox of life cycle assessment ». We have suppressed this paradox and proposed. a new interpretation of the method, showing that it is a good tool for improving the productivity of natural resources. LCA can be used in a more general procedure for the control of the development of technical activities. We conclude with an illustration of the use of LCA for the choice of the treatment of a site polluted by sulphur.
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Tran Van Ba Thanh-Thuy. Analyse des contaminations microbiennes des surfaces et mise au point de revêtements anti-biofilms. 2000 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Le développement de bio-films microbiens sur les surfaces non vivantes pose de nombreux problèmes économiques, sanitaires et médicaux. Afin de pouvoir lutter contre cette nuisance, il importe de mettre au point des revêtements non toxiques capables d'empêcher, ou au moins de limiter, la colonisation. et la contamination des surfaces (matériaux marins, biomatériaux implantables, ...). Dans ce but, nous avons cherché à développer des traitements de surfaces qui "trompent" les bactéries en modifiant le microenvironnement qu'elles rencontrent à l'interface entre le matériau et le milieu liquide. Dans un premier temps, nous avons mis au point une méthode de quantification du processus de colonisation basée sur la microscopie à épi-fluorescence. Nous avons ensuite utilisé cette technique pour évaluer des revêtements appliqués (au Centre de Transfert de Technologie du Mans) par plasma froid. Certains revêtements retardent de plusieurs heures la colonisation. Ces résultats ont abouti à une prise de brevet et nous ont permis d'envisager de traiter des sondes urinaires dans le but de limiter les infections consécutives à leur implantation chez l'homme. Des travaux préliminaires à une étude clinique ont donc été entrepris en collaboration avec les Services d'Urologie et de Microbiologie de l'Hôpital Edouard Herriot de Lyon. Nous avons reçu un grand nombre de sondes retirées de malades infectés et nous les avons analysées par une méthode de visualisation et d'identification des bactéries contaminantes par hybridation avec des sondes oligo-nucléotidiques dirigées contre les ARN ribosomiques ("Fluorèscent in-situ hybridization"). Nous avons également développé une méthode d'immuno-détection de bactéries porteuses de structures d'adhérence aux surfaces particulières. Ces techniques nous donnent les bases nécessaires pour entreprendre, en collaboration avec le laboratoire du Mans et les deux serv1ces hospitaliers, l'étude clinique de sondes urinaires traitées par les revêtements que nous avons mis au point.
Development of bio films on a bio tic surfaces raises a lot of problems in economic, sanitary and medicine fields. In order to fight this nuisance, there is a strong need to design non-toxic surface coating able to prevent, or at least to limit, the colonization process and the contamination of surfaces (marine materials, indwelling medical devices ...). In this purpose, we tried to develop surface treatments which « deceived » bacteria by modifying the microenvironment that they encounter at the interface between the material and the liquid medium. In a fist time, we designed a method of quantification of the colonization process based on epi-fluorescent microscopy. We utilized this technique to estimate the efficiency of surface coating obtained by cold plasma (at The Centre of Technological Transfer of Le Mans). Some surface coating delay colonization for several hours. This results lead to the deposit of a patent and allowed us to consider the treatment of urinary catheters with the aim to limit infections of the urinary tract following their implantation. A clinical study has therefore been initiated in collaboration with the Services of Urinary and Microbiology of the Edouard Herriot Hospital of Lyon. We received a lot of urinary catheters taken from infected patients and analyzed them by a method of visualization and identification of contaminating bacteria based on hybridization of oligo-nucleotide probes to ribosomal RNA (Fluorescent In Situ Hybridization\ We have also developed a method of imrnuno-detection of bacteria that have a particular structure of adherence to surfaces. These techniques give us the basis to begin the clinical study of urinary catheter treated by the coatings that we have designed.
Mot(s) clés libre(s) : ENVIRONNEMENT, TRAITEMENT DECHET, MICROBIOLOGIE, CONTAMINATION BIOLOGIQUE, TRAITEMENT SURFACE, IDENTIFICATION, ARN RIBOSMIQUE, RNA RIBOSOMIQUE, SONDE MOLECULAIRE, OLIGONUCLEOTIDE, PLASMA FROID, BIOMATERIAU, BIOFILM, UROLOGIE, MEDECINE, IMMUNODETECTION, BREVET, ANALYSE MICROBIOLOGIQUE
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