Un risque

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12200 (2023) Citer cet article

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Les réseaux de distribution d'eau (RDR) sont considérés comme l'une des infrastructures hydrauliques les plus importantes et leur étude revêt une grande importance. En attendant, il semble nécessaire d'étudier les facteurs impliqués dans l'incapacité du réseau urbain de distribution d'eau à gérer de manière optimale les ressources en eau et l'environnement. Cette étude a examiné l'impact des facteurs influents sur le taux de défaillance du réseau de distribution d'eau à Birjand, en Iran. Les résultats peuvent être considérés comme une étude de cas, avec la possibilité d’être étendus à n’importe quelle ville similaire dans le monde. Le capteur logiciel basé sur le système d'inférence adaptative neuro-fuzzy (ANFIS) a été mis en œuvre pour prédire le taux de défaillance en fonction de fonctionnalités efficaces. Enfin, le WDN a été évalué à l’aide de la technique d’analyse des modes de défaillance et de leurs effets (FMEA). Les résultats ont montré que le diamètre des tuyaux, leur matériau et la pression de l’eau sont les facteurs les plus influents. En outre, les tuyaux en polyéthylène ont des taux de défaillance quatre fois plus élevés que les tuyaux en amiante-ciment. De plus, le taux de défaillance est directement proportionnel à la pression de l’eau mais inversement lié au diamètre du tuyau. Enfin, l'analyse FMEA basée sur la technique de gestion des connaissances a démontré que la gestion de la pression dans les WDN est la principale politique de réduction des risques de fuite et de défaillance.

Actuellement, les ressources en eau douce constituent un sujet brûlant parmi les autres ressources naturelles de la planète1. Les réseaux de distribution d'eau (WDN) sont des ressources en eau, des lignes de transport, des stockages, des stations de pompage, des canalisations et des robinets interconnectés. Ce réseau fournit de l'eau douce aux utilisateurs dans la quantité et la qualité requises. L'entretien de ces réseaux revêt une grande importance dans les systèmes d'approvisionnement en eau, notamment en termes de coût. L’analyse des défaillances gagne en importance et en attention à mesure que les WDN deviennent de plus en plus complexes2,3,4,5. Il existe de nouveaux aspects de la maintenance dans le WDN, tels que les systèmes de contrôle de la croissance microbienne parmi les installations déclarées par des processus de désinfection6, la planification de la maintenance dans le WDN par des métaheuristiques7, l'application de zones de comptage de district (DMA) et les processus de contrôle des défaillances du WDN par l'intégration d'EPANET8 et des données géographiques. la modélisation. Chaque étude s'est concentrée sur un aspect particulier de la question mentionnée et devrait être pris en compte dans les études futures.

De plus, prédire la robustesse ou la vulnérabilité d’un WDN pendant la phase de conception ou dans le cas des réseaux en exploitation reste aujourd’hui encore une tâche difficile9. Étant donné que le WDN est constamment soumis à des menaces physiques, structurelles et opérationnelles conduisant à sa défaillance, ses exigences de sécurité, sa surveillance et sa planification de réhabilitation doivent être prises en compte pour une plus grande fiabilité du système d'approvisionnement en eau douce. Outre l’impossibilité d’inspecter visuellement les installations souterraines, la réparation et le remplacement de ces infrastructures sont également coûteux10. Il convient de noter que le fonctionnement du WDN repose sur la conception et la gestion du réseau. De nombreux chercheurs se sont concentrés sur les effets des défaillances du WDN à différents niveaux et états. Dans une étude de11, un modèle multicritère est proposé à cet égard, basé sur l'adéquation, l'équité et l'efficacité du système de distribution d'eau. De nombreuses études ont été réalisées pour identifier et catégoriser les conséquences de la faillite des WDN, notamment pour déterminer les aspects financiers des faillites12,13. Ces études ont été suivies de recherches axées sur les principales raisons conduisant à l'échec et développant des stratégies pour améliorer le réseau. La fréquence des défaillances peut être étudiée sous la forme du taux de défaillance, qui correspond au nombre de défaillances par kilomètre de canalisation dans le WDN et par an14.

Malgré sa simplicité, il s'agit d'un paramètre complet qui représente le comportement global du réseau. Elle pourrait également être utilisée pour déterminer la résilience du réseau en cas d’événements naturels. Les taux de défaillance ont été choisis pour analyser la vulnérabilité sismique du WDN de la ville de Bilda en Algérie, qui est calculée en fonction du mouvement du sol et multipliée par des facteurs de correction du matériau et du diamètre des canalisations15. Une autre étude a développé une méthode pour évaluer l’état du WDN en utilisant le taux de défaillance et d’autres indicateurs16. Des études similaires ont été menées en Russie17, en Ukraine18, aux Pays-Bas19 et au Vietnam20 en évaluant l'effet des caractéristiques du WDN sur les événements de défaillance. Divers facteurs contribuent aux défaillances d'un WDN, notamment le vieillissement des canalisations, le matériau des canalisations, le diamètre des canalisations, la capacité hydraulique, les propriétés de l'eau, la protection contre les coups de bélier, la perte d'eau, la corrosion, les propriétés du sol, la température et la pression de l'eau16,21,22,23. . À cet égard, certaines études se sont concentrées sur la planification de la réhabilitation du WDN et la priorisation des facteurs contributifs22,23 ; tandis que d'autres études ont tenté d'étudier l'interaction de ces paramètres et d'indiquer les facteurs fondamentaux24,25. De manière générale, les principaux facteurs contribuant à la défaillance des WDN peuvent être classés en trois groupes : facteurs physiques, environnementaux et opérationnels26. Les facteurs physiques font principalement référence aux caractéristiques du tuyau, tandis que les facteurs environnementaux se concentrent sur l'environnement du tuyau, comme la température du sol. Les facteurs opérationnels, principalement la pression de l'eau, varient dans le temps en fonction de l'état du réseau et du taux de consommation.