Gestion intelligente des ouvrages de rétention à la Ville de Montréal Présentation - INFRA 2017 PAR : Kamal Hamaï, ing., M.Sc - Ville de Montréal ...
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Gestion intelligente des ouvrages de rétention à la Ville de Montréal Présentation INFRA 2017 PAR : Kamal Hamaï, ing., M.Sc. – Ville de Montréal Martin Pleau, ing, M.Sc., Ph.D. – Tetra Tech 4 décembre 2017
TABLE DES MATIÈRES
• LE RÉSEAU DES EAUX USÉES DE LA VILLE DE MONTRÉAL
– Le réseau d’interception
– Les structures de régulation
– Les sites de stockage
• LE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS (CIDI)
– Historique et objectifs poursuivis
– Composantes
– Modes de contrôle
– Performances de gestion
• GESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERPECTIVES FUTURES
– Améliorations aux système de collecte et d’interception
– Construction de nouveaux bassins de rétention
– Double usage des ouvrages de rétention (débordements et inondations)
– Intégration des nouveaux ouvrages au système de contrôle (CIDI)
– Ajout d’indicateurs de performance (plateforme HydroWeb)
LE RÉSEAU DES EAUX USÉES DE LA VILLE DE MONTRÉAL
• LE RÉSEAU D’INTERCEPTION Intercepteurs
Longueur = 115 Km
Diamètre = 1,8 m à 5,4 m
Profondeur = 15 m à 45 m
Station J.R. Marcotte
Débordements Superficie = 500 Km2 Temps sec = 2 M m3/j
162 sites Temps pluie = 7,3 M m3/j
Population = 1,8 M 17 pompes = 85 m3/s
LE RÉSEAU DES EAUX USÉES DE LA VILLE DE MONTRÉAL
• LES STRUCTURES DE RÉGULATION
68 points de connections aux intercepteurs
36 sites de régulation dynamique
• Nord = 17 sites
• Sud-Est = 19 sites
LE RÉSEAU DES EAUX USÉES DE LA VILLE DE MONTRÉAL
• LES SITES DE STOCKAGE
ième ave 800 m3
Rodolphe Forget 860 m3 89
Charles Renard 24500 m3
Marc-Aurèle Fortin 4000 m3
Trop plein Mercier 6000 m3
Lausanne 1100 m3
Curotte 1300 m3 Clément-Jetté 2000 m3
3
Stinson 2000 m Auteuil 775 m3
Mont Royal 3500 m3
Gilford 490 m3
Parc Bellerive 11400 m3
McGill 4900 m3
16 sites de stockage = 122 025 m3 Riverside 11400 m3
St-Pierre 37500 m3
• 13 collecteurs = 89 225 m3
• 4 bassins = 32 800 m3 Alpin 9500 m3
LE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS
• HISTORIQUE ET OBJECTIF POURSUIVIS
Sites de régulation dynamique
Date Sites de stockage Objectifs de gestion
Nombre
Mode de contrôle
de sites
9 collecteurs en amont Maximisation de la
1995-2004 Mode pluie
36 des structures de capacité des
(Pré-CIDI) (règles heuristiques)
régulation (89 225 m3) intercepteurs
Saison estivale – Mode Global
26 sites règles heuristiques
2004-2009 Idem au 10 sites en contrôle optimal Minimisation des
Idem au Pré-CIDI
(CIDI Phase I) Pré-CIDI volumes débordés
Saison hivernale
36 sites règles heuristiques
Saison estivale - Mode Global
4 sites règles locales CIDI Phase I +
39 sites en contrôle optimal Pré-CIDI +
2010-2017 Pré-CIDI Priorisation des
4 bassins (32 800 m3)
(CIDI Phase II) +7 Saison hivernale – Mode Édicule débordements en
4 collecteurs (9 350 m3)
7 sites règles locales fonction des OD
36 sites contrôle étendu
LE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS
• HISTORIQUE ET OBJECTIF POURSUIVIS
– Objectifs de Débordement (OD)
6 débordements
Lanthier, St-Jean-Baptiste =3
6 débordements Lausanne, Salk, Langelier, MAF,
Pitfield, Curotte = 3 Rodolphe-Forget 25ième, 54ième =1
0 débordement Meilleur =1
ZONE 22
ZONE ZONE 33
ZONE ZONES 4A
ZONES ET 4B
4A ET 4B
AI
FR
ZONE 88
ZONE
6 débordements
ZONES 1A
ZONES ET 1B
1A ET 1B aucune contrainte
McGill = 3
0 débordement ZONE (canal Lachine)
ZONE 55 (canal Lachine) ZONE 77
ZONE
1 débordement
ZONE 66
ZONE
6 débordements
Alepin = 1
LE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS
• COMPOSANTES - Architecture
Station Centrale
Système d’aide
à la décision
Opérateur
Radar
Télémétrie
Senseur Senseur
Régulateur Régulateur
de débit de débit
Station locale Station locale
LE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS
• COMPOSANTES – Capteurs
type nombre technologie Rôle CIDI
Stratégie gestion
Intensités de pluie
Pluviomètre 51 Auget basculeur
(intrants pour simulation)
Calibration radar
Stratégie gestion
Radar 1 Doppler Intensités de pluie future
(intrant pour simulation)
Stratégie gestion
Bulle à bulle, radar
Calcul débit et volume
Limnimètre 203 ultrasonique
Contrôle des vannes
Cellule à pression
Enregistrement surverses
Stratégie gestion
Actualisation et calage
Débitmètre 68 Virtuel
modèle d’optimisation
Contrôle des vannes
Actualisation modèle
Volumètre 28 Virtuel
d’optimisation
Calcul débit
Position vanne 77 Encodeur optique
Contrôle des vannes
LE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS
• COMPOSANTES – Pluviomètres (51)
Pluviomètres
Légende
PluviomètreLE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS
• COMPOSANTES – Régulateurs de débit
VANNES GUILLOTINES (77)
POMPES (21)
36 sites de régulation dynamique (68)
Puits Nord et Sud (17)
Bassin Charles Renard Mont-Royal (4)
Bassin 89ième Ave (2)
Collecteur Rodolphe-Forget, Gilford et Stinson (5)
Trop-plein Mercier (2)LE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS • COMPOSANTES – L’interface opérateur
LE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS • COMPOSANTES – Système d’aide à la décision (Csoft)
LE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS
• COMPOSANTES – Radar et prévisions météos
Caractéristiques
Paramètre Spécification
Superficie des pixels 1 km2
Nombre de pixels 659 (622 utilisés par le CIDI)
Intervalle de prévision 5 minutes
Horizon de prévision 2 heures
Prévision Maple
Radar McGill (McGill Algorithm for Precipitation
Nowcasting by Lagrangian Extrapolation)LE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS
• MODE DE CONTRÔLE – Édicule
Contexte d’opération Objectif de gestion Méthode de gestion Consignes de gestion
• Dynamique en niveau
• Période non-estivale
(basée sur les capacités de
• Prévision pluie non dispo • Maximiser la capacité de • Contrôle étendu (basée
pompage et les niveaux
• Modèle peu précis transport des intercepteurs sur les mesures de niveau
des puits)
• Chute à neige (sans surcharge) des intercepteurs)
• 36 consignes (1 par
• Fonte de neige
régulateur dynamique)
Vannes de régulation
Consigne niveau
Capteur de niveauLE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS
• MODE DE CONTRÔLE – Global
Contexte d’opération Objectif de gestion Méthode de gestion Consignes de gestion
• Minimiser les débordements • Dynamique en débit (basée
• Période estivale • Protéger les sites de sur les prédictions d’un
• Prévision pluie disponible surverses selon leur OER • Contrôle optimal modèle et d’une fonction
• Modèle précis • Minimiser les temps de objectif à minimiser
vidange • 39 consignesLE SYSTÈME DE CONTRÔLE INTÉGRÉ DES INTERCEPTEURS
• PERFORMANCES DE GESTION
CIDI PHASE I CIDI PHASE II
(2004-2009) (2010-2017)
32 % (Intercepteur N.) Volumes débordés réduits de
et 20 % (Intercepteur S.) l’ordre de 50% aux sites aux
de réduction du nombre priorités
de débordements annuels très élevée et élevée
Débit maximal traité de 85 m3/s Débit maximal traité de 85 m3/sGESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERSPECTIVES FUTURES
• AMÉLIORATIONS AU SYSTÈME DE COLLECTE ET D’INTERCEPTION
- Remplacement des vannes et actionneurs dans les chambres de régulation
PÉRIODE ACTIONS BÉNÉFICES ATTENDUS
Remplacement de 67 - Actionneurs plus robustes et
actionneurs électriques plus adaptés à la modulation
par des actionneurs fréquente
hydrauliques - Précision plus élevée
2007-2016
Remplacement de 65 - Réduire la fréquence des bris
vannes de régulation en qui ont un impact négatif sur
fonte par des vannes en les débordements
acier inoxydable - Facilité d’entretienGESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERSPECTIVES FUTURES
• AMÉLIORATIONS AU SYSTÈME DE COLLECTE ET D’INTERCEPTION
- Exemple des nouveaux équipements (vanne et actionneur)GESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERSPECTIVES FUTURES
• AMÉLIORATIONS AU SYSTÈME DE COLLECTE ET D’INTERCEPTION
- Installation de débitmètres dans les collecteurs
PÉRIODE ACTIONS BÉNÉFICES ATTENDUS
- Meilleure évaluation des
apports à l’intercepteur
Installation de 5 (temps de pluie et temps sec)
débitmètres (4 temps - Calage en temps réel du
de transit et un vitesse modèle hydrologique
2014-2016
surfacique) sur le - Calage des équations de
réseau de collecte de calcul des débits sous-vanne
l’intercepteur Nord - Performance accrue du CIDI
visant la réduction des
débordementsGESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERSPECTIVES FUTURES
• AMÉLIORATIONS AU RÉSEAU DE COLLECTE
- Exemples d’installation de débitmètres dans les collecteurs
Temps de transit Vitesse surfaciqueGESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERSPECTIVES FUTURES
• AMÉLIORATIONS AU SYSTÈME DE COLLECTE ET D’INTERCEPTION
- Réhabilitation des conduites des réseaux d’eauGESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERSPECTIVES FUTURES
• CONSTRUCTION DE NOUVEAUX BASSINS DE RÉTENTION
• Bassins de rétention existants intégré ou en phase d’intégration au CIDI
Nom Année de construction Capacité (m3) Vocation
Mont-Royal 1998 3 500 Refoulements
Charles-Renard 2004 24 500 Double usage
Trop-plein Mercier 2006 6 000 débordements
89e avenue 2006 800 débordements
Stinson 2007 2 000 débordements
Marc-Aurèle Fortin 2016 4 000 débordements
• Bassins de rétention futurs à intégrer au CIDI
Nom Année de construction Capacité (m3) Vocation
Lavigne 2019 23 000 Double usage
Leduc 2019 60 000 Double usage
Rockfield 2019 /2020 45 000 Double usage
William 2019/2020 8 000 Double usage
St-Thomas 2021 15 000 Double usageGESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERSPECTIVES FUTURES • CONSTRUCTION DE NOUVEAUX BASSINS DE RÉTENTION • Localisation des bassins de rétention
GESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERSPECTIVES FUTURES • DOUBLE USAGE DES BASSINS DE RÉTENTION • Gestion dynamique du bassin de rétention
GESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERSPECTIVES FUTURES
• INTÉGRATION DES NOUVEAUX BASSINS DE RÉTENTION AU
SYSTÈME CIDIGESTION DES DÉBORDEMENTS ET PERSPECTIVES FUTURES
• AJOUT D’INDICATEURS DE PERFORMANCE (PLATEFORME
HYDOROWEB)CONCLUSION
• LA GESTION INTELLIGENTE ET DYNAMIQUE DES OUVRAGES DE
RÉTENTION PERMET:
• L’optimisation de l’interception des eaux usées et la diminution des
débordements aux cours d’eau selon les objectifs de débordement (OD);
• L’utilisation des capacités de stockage dans des collecteurs;
• Une meilleure utilisation des capacités de stockage des bassins de
rétention (double usage);
• Minimisation des coûts de construction des ouvrages de rétention.Vous pouvez aussi lire
