Academic literature on the topic 'Hydraulique urbaine'

L'analyse de la modélisation hydraulique à l'épreuve des faits, c'est-à-dire en ce qu'elle produit en matière de règles et d'action collective locale, de conception et de modalités d'aménagement, permet de mieux appréhender son rôle, de plus en plus important, dans la construction d'une résilience urbaine face au risque inondation. La mobilisation de ces outils de modélisation par les différents acteurs pose les bases d'une résilience technique mais aussi plus globale dans les secteurs aménagés en zone inondable. Les travaux de recherche présentés dans ce papier ont été réalisés dans le cadre du projet PRÉCIEU (Programme RDT) où nous avons cherché à analyser la résilience urbaine à l'épreuve des faits à l'échelle du projet urbain de quartier. Au travers de l'étude de deux cas dans le bassin de la Loire (Angers et Romorantin-Lanthenay), nous montrons en quoi la modélisation hydraulique évolue dans son rôle, de socle de la définition des règles d'aménagement à la condition de la construction de quartier résilient. Nous montrons en quoi cet outil n'est pas restreint à sa dimension technique mais participe de l'action collective locale et en quoi il permet le renouvellement de la prise en charge du risque inondation, d'une approche par la règle vers une approche dynamique par le projet qui permet de dé-compartimenter les acteurs de la ville et de proposer des modalités d'adaptation du territoire au risque inondation.

L’examen d’un certain nombre de réseaux de drainage urbains permet souvent de faire le constat, que ceux-ci deviennent progressivement le siège d’écoulements en charge, voire de refoulements et de débordements. Les impacts sur l’équilibre du milieu aquatique sont préoccupants et peuvent avoir des conséquences graves sur la salubrité des ressources en eau potable et sur l’usage récréatif de ces milieux. Ces dysfonctionnements sont souvent dus à l’augmentation des débits de ruissellement engendrée par l’urbanisation et les changements climatiques et à la réduction de la capacité hydraulique causée par l’usure et le manque de maintenance du réseau. Afin de pallier ces dysfonctionnements hydrauliques et environnementaux, nous avons mis en oeuvre un programme pour optimiser la réhabilitation d’un réseau de drainage urbain. Les interventions potentielles sont principalement axées sur les pratiques de gestion optimales (PGO) qui visent la réduction du débit et du volume de ruissellement. Ces interventions peuvent aussi inclure les méthodes classiques de réhabilitation, voire même le redimensionnement et la reconstruction des conduites problématiques pour améliorer la capacité hydraulique du réseau. Le programme développé a été appliqué sur un réseau synthétique et sur un réseau réel selon plusieurs scénarios de rétention et sous différentes pluies de conception. L’application de la méthodologie au réseau synthétique a permis d’illustrer les avantages d’intégration des PGO dans la conception pour optimiser les coûts de construction et de gestion à court terme tout en évitant les problèmes hydrauliques et environnementaux à long terme. L’étude de cas réels porte sur le réseau de l’arrondissement de Verdun, qui est l’objet de nombreux dysfonctionnements hydrauliques et environnementaux. Le programme proposé a permis de définir la meilleure combinaison entre volume de rétention, réhabilitation et redimensionnement de collecteurs qui conduit aux performances hydrauliques et environnementales visées avec un coût minimal.

La prévision des inondations urbaines et de leur impact sur le milieu passe par la modélisation précise et lisible des flux inondants. Leur représentation est cependant rendue difficile par le caractère transitoire et multidirectionnel des écoulements, dans un milieu dont la géométrie est très irrégulière. Cet article traite plus spécifiquement du comportement du bâti africain vis à vis des écoulements, en situation inondante, et des lois de stockage et de vidange que l'on peut définir à différentes échelles représentatives de l'habitat : concession, bloc de concessions. Nous présentons trois propriétés du bâti nécessaires et suffisantes pour décrire le comportement hydraulique du milieu à ces échelles : sa pénétrabilité, sa stockabilité et sa transmissivité. L'étude du comportement hydraulique de l'objet bâti élémentaire, la concession, nous permet de relier ces propriétés à des caractéristiques géométriques de cet objet. Une approche agrégative conduit ensuite à définir un indicateur de la structure géométrique du bâti, l'HistoSeuil, équivalent à une densité d'ouvertures et caractéristique de la pénétrabilité du bâti. L'étude de sa pertinence géométrique, i.e. sa variabilité intra- et inter-quartiers a été réalisée dans le cas particulier de la ville de Ouagadougou (Burkina Faso) ; elle est basée sur le relevé systématique des ouvertures observables sur différentes façades de voiries de trois quartiers de types différents, (habitat individuel et spontané). Sa pertinence hydraulique, i.e. sa capacité à reproduire le comportement hydraulique moyen de l'objet urbain modélisé, est enfin abordée. Développée dans le contexte particulier de Ouagadougou, cette approche est généralisable à des configurations urbaines très diverses.

La ville de Nîmes est un territoire particulièrement exposé au risque inondation, et notamment aux crues torrentielles. Si aucun cours d'eau majeur n'est présent dans sa zone urbaine dense, ce sont les cadereaux, fossés de garrigues, qui sont en charge de la collecte du ruissellement et traversent la ville. Les évènements méditerranéens, des bassins versants de taille réduite (au plus 30 km2) et de nature karstique ainsi qu'une configuration en piémont sont autant de facteurs à l'origine de ruissellement potentiellement conséquent avec débordements majeurs sur la ville, de type crues-éclairs. Suite aux inondations du 3 octobre 1988, la ville de Nîmes a lancé une politique ambitieuse de prévention du risque inondation, incluant un aménagement important des cadereaux. Dans cette démarche, elle se dote en 2004 d'un système d'alerte et d'aide à la gestion de crise permettant de prévoir le risque inondation : ESPADA (Evaluation et suivi des précipitations en agglomération pour devancer l'alerte). L'objectif est de prévoir les débits des cadereaux à échéance maximale 1 h 30, en exploitant un modèle hydrologique intégrant une représentation fine du fonctionnement karstique. Dans le cadre de son Programme d'actions de prévention des inondations (PAPI), la ville de Nîmes a débuté en 2014 la modernisation du système ESPADA avec pour objectif d'améliorer la qualité des données d'entrée du système temps réel (pas de temps 5 min). Un réseau radio de collecte fiabilisée des capteurs hydrométéorologiques de la Ville a été mis en place, assurant également la collecte de postes du SPC-GD (Service de prévision des crues du Grand Delta). Parallèlement, un outil radar d'observation et prévision de pluie au pixel 500 m, échelle adaptée aux contraintes hydrologiques locales, a été développé, incluant une calibration de la donnée par exploitation des données des postes pluviographiques disponibles. Dans le cadre de la seconde étape de cette modernisation, le modèle de prévision du système est retravaillé afin de fonctionner en continu au pas de temps 5 min. La propagation est gérée via un modèle hydraulique 1D. Par ailleurs, les données limnigraphiques sont utilisées en temps réel afin de réajuster les valeurs de débits et les niveaux des bassins de rétention. De même, une interface en ligne est en cours de développement, permettant une utilisation efficace des outils par l'ensemble des acteurs de la gestion de crise. À terme, il est prévu de mettre à disposition de la population une partie des informations associées au système ESPADA via une interface de type Vigicrues.

L’objet du projet présenté, support de réflexion et d’expérimentation, est la prise en compte de la gestion des eaux pluviales par infiltration dans le cadre de la rénovation urbaine d’un quartier en politique de la ville où, jusqu’à présent, toutes les eaux collectées étaient renvoyées aux réseaux. L’étude de cas est celle de la rénovation des espaces publics sur une surface de 7 ha du quartier de l’Arlequin de la Villeneuve à Grenoble en 2017 et 2018, pour un montant d’investissement de 6,50 M€ HT. En partenariat avec les services de la métropole de Grenoble, les espaces réaménagés sont progressivement déconnectés du réseau, qui, en conséquence, est pour partie abandonné. Le travail porte autant sur les expérimentations des systèmes de gestion hydrauliques en renouvellement urbain que sur le développement conjoint d’un projet urbain et paysager, sur l’évolution des palettes végétales, sur le confort des espaces publics et la réduction des îlots de chaleur, sur la sécurité et sur la gestion de la voiture dans le quartier.

Les outils informatiques développés dans le cadre de la conception des réseaux d'assainissement permettent de concevoir plusieurs solutions de réseaux pour un même problème. Il revient ensuite au décideur de choisir quelle solution retenir. Le problème qui se pose alors est la comparaison des propositions selon des critères économiques, écologiques, de fonctionnement, de maintenance, .... La difficulté vient du fait que certains de ces critères sont difficiles à évaluer. Nous présentons dans cet article une méthode permettant d'évaluer l'un de ces critères : le fonctionnement global d'un réseau d'assainissement suite à l'extension de ce dernier. Cette méthode est basée sur des simulations hydrauliques. Or ces simulations donnent des informations en chaque noeud du réseau (histogrammes de vitesses, débits ou hauteurs de charge) et non une indication sur la qualité de fonctionnement du réseau dans son ensemble. Il nous a donc fallu élaborer une technique d'agrégation permettant de passer de l'élément isolé (le tronçon) à l'ensemble organisé (le réseau). Cette technique d'agrégation utilise les notions de "période d'insuffisance" d'un tronçon qui est la période de retour d'une pluie pour laquelle ce tronçon dépasse un certain seuil de dysfonctionnement (dans notre cas, le débordement) et de sensibilité du tissu urbain à un dysfonctionnement hydraulique du réseau. Cette dernière notion est nécessaire car certains tronçons peuvent très bien déborder sans induire de désordres apparents s'ils ont, par exemple, une capacité d'écoulement faible et/ou s'ils se trouvent dans une zone non bâtie. Les informations nécessaires à l'utilisation de cette méthode étant souvent de qualité inégale en termes de précision, nous avons pris le parti de raisonner non sur des valeurs déterminées ais sur des classes d'appartenance modélisées sous forme de sous-ensembles flous.

Ce travail consiste en l’élaboration d’une méthodologie systématique qui permet de substituer une modélisation hydraulique simplifiée à une modélisation détaillée d’un réseau d’assainissement. L’approche préconisée est basée sur une analyse multi-paramètre du processus du drainage en milieu urbain. Les paramètres adimensionnels retenus dans cette analyse font intervenir les caractéristiques du bassin versant, les caractéristiques du réseau et celles de la pluie. Pour donner à cette approche un cadre plus général, les auteurs ont mené cette analyse sur des réseaux et des pluies synthétiques couvrant un spectre très large de cas concrets. La méthodologie élaborée a fait l’objet d’une étude de validation sur le bassin No1 de l’arrondissement de Verdun (Montréal). La concordance entre les débits mesurés à l’exutoire du bassin et les débits simulés par cette approche est avantageusement satisfaisante. Les modèles de transformation découlant de cette analyse, permettant le passage d’une modélisation globale à une modélisation détaillée constituent une avancée très significative pour une gestion en temps réel et optimisée des réseaux d’assainissement.

Les tranchées de rétention / infiltration sont utilisées pour limiter les débits de ruissellement des eaux pluviales urbaines. Bien que techniquement et économiquement performants ces ouvrages sont sous-utilisés. Cette thèse vise à lever certains des obstacles à leur utilisation. L’étude du fonctionnement des tranchées expérimentales de rétention – allure des lignes d’eau et des hydrogrammes produits - a permis d’améliorer les connaissances sur le comportement hydraulique d’une tranchée munie de drains. Elle a en particulier montré que les tranchées remplies avec du matériau granulaire de forte porosité, galet 20-80, se comportaient sur le plan hydraulique plus comme des conduites de forte rugosité que comme des sols. Un autre résultat important est que les échanges d’eau entre les drains et le corps de la tranchée ne semblent pas limités par les fentes de diffusion. Ces connaissances nouvelles ont servi de base à la construction d’un modèle de simulation hydraulique des tranchées de rétention. Une procédure originale a ensuite été mise en place pour accélérer le vieillissement d’une tranchée d’infiltration. Cette procédure a permis d’observer la diminution des capacités d’infiltration de l’ouvrage pour une durée de fonctionnement équivalente à 6 ans. L’objectif de cette partie de la recherche était d’améliorer les connaissances sur le vieillissement et le colmatage des tranchées. Cette étude a permis de montrer que le modèle de Bouwer représente bien le fonctionnement de la tranchée à différents stades de colmatage. Ces résultats ont permis de coupler le modèle de Bouwer avec le modèle de stock
The detention/infiltration trenches are used to limit the flows of urban stormwater. Although they are technically and economically efficient these hydraulic works remain underused. This PhD thesis aims at overcoming some of the obstacles to their use. The study of the way experimental detention trenches work (based on the aspect of water profiles and outflow hydrographs) has allowed to improve knowledge on the hydraulic behaviour of a trench supplied by french drains. It specifically showed that the trenches filled with granular material of strong porosity (gravel 20-80) behave the hydraulic level rather as a pipe with strong roughness than as a soil. Another important result is that water exchanges between the drains and the trench body do not seem to be limited by the diffusion slits. This new knowledge has been used as a basis to build a hydraulic model to simulate the detention trenches behaviour. An original method was then defined to accelerate the ageing of an infiltration trench. This method has made it possible to observe the reduction of the structure’s infiltration capacities for an equivalent operating time of 6 years. The objective of this part of the research was to improve knowledge on trenches ageing and clogging. These results made it possible to couple Bouwer’s model with the storage model

La gestion de l’eau est un aspect central de la pérennité séculaire des oasis sahariennes et de leurs dynamiques économiques. En cette matière, il est important de faire la part entre les systèmes traditionnels et les systèmes « modernes » qui ont très largement bouleversé l’écosystème oasien. L’oasis du Tāfīlālt (Maroc), siège de l’émirat de Sid̲j̲ilmāsa et « port » du commerce caravanier entre le VIIIe et le XVe siècle, constitue un excellent observatoire de l’adaptation humaine en milieu aride. Afin de disposer de toutes les données nécessaires à notre réflexion sur l’hydraulique de Sid̲j̲ilmāsa, nous avons constitué un large corpus documentaire, issu du dépouillement de la littérature scientifique autour de la thématique générale de l’eau, focalisé principalement sur les études archéologiques et les techniques de mobilisation. Après une contextualisation du site archéologique de Sid̲j̲ilmāsa dans son environnement oasien et sa documentation écrite depuis le Moyen Âge, nous dressons un état des vestiges hydrauliques découverts depuis 2012 par la mission franco-marocaine. Observables sur l’ensemble des zones de fouilles, ces structures peuvent être associées au captage, à l’adduction ou au stockage de l’eau, ainsi qu’à l’évacuation des eaux usées. L’analyse et la description technique de celles-ci puis leur insertion dans un contexte stratigraphique général, permet, en mobilisant les données du corpus, de proposer des hypothèses fonctionnelles et une évolution des pratiques hydrauliques dans la Sid̲j̲ilmāsa médiévale. Dans la partie finale de la thèse, nous traitons notamment de la représentation symbolique de l’eau à Sid̲j̲ilmāsa, véhiculée depuis le Moyen Âge, et des changements dans les modes d’approvisionnement des populations locales au cours du temps, en nous basant sur les considérations archéologiques présentées durant tout ce travail de recherche et sur nos observations actuelles, afin de proposer un essai d’hydrohistoire du Tāfīlālt
Water management is a central aspect of the secular sustainability of Saharan oases and their economic dynamics. In this matter, it is important to distinguish between traditional systems and "modern" systems that have widely changed the oasian ecosystem. The oasis of Tāfīlālt (Morocco), seat of the emirate of Sid̲j̲ilmāsa and "port" of the caravan trade between the eighth and fifteenth century, is an excellent observatory of human adaptation in an arid environment. In order to have all the necessary data for our reflection on the hydraulics of Sid̲j̲ilmāsa, we have constituted a large corpus of documents, resulting from the analysis of the scientific literature around the general theme of water, focused mainly on archaeological studies and mobilization techniques. Following a contextualization of the archaeological site of Sid̲j̲ilmāsa in its oasis environment and its written documentation since the Middle Age, we establish a report of the hydraulic remains discovered since 2012 by the french-moroccan mission. Observable over all the excavation areas, these structures can be associated with the capture, supply or storage of water, as well as the disposal of wastewater. The analysis and the technical description of these remains then their insertion in a general stratigraphic context, allow us, by also mobilizing the data of the corpus, to propose functional hypotheses and an evolution of hydraulic practices in medieval Sid̲j̲ilmāsa. In the final part of the thesis, we deal in particular with the symbolic representation of water in Sid̲j̲ilmāsa conveyed since the Middle Age and changes in the way of supply of local populations over time, based on the archaeological considerations presented during all this research work and on our current observations, in order to provide an essay of hydrohistory in Tāfīlālt

Au Niger, la maîtrise des ressources en eau demeure toujours un défi majeur après plus de 50 ans de politique hydraulique. Les investissements réalisés durant la Décennie Internationale de l’Eau Potable et de l’Assainissement (1981-1990) et les Objectifs du Millénaire pour le Développement (2000-2015) n’ont pas pu couvrir les besoins énormes en eau. Le déficit en infrastructures se pose au niveau de toutes les composantes du secteur de l’hydraulique. Les besoins en eau de plus en plus croissants et l’insuffisance des investissements publics pour y faire face expliquent ce sous-équipement en infrastructures hydrauliques. Au niveau de la commune urbaine de Téra, au-delà de la forte croissance démographique et de l’insuffisance des investissements dans le secteur de l’eau, il faut ajouter les contraintes climatiques et hydrogéologiques dans l’analyse de la situation hydraulique. Dans la ville de Téra, la précarité hydrique est due à un déficit considérable de production d’eau et à un réseau de distribution d’eau inadapté au site de la ville. Ainsi, de décembre à août, les trois quarts de la ville, principalement les quartiers Carré, Résidence, Douane, TP et Guenobon restent sans être desservis en eau. En milieu rural, l’insuffisance des points d’eau, leur localisation par rapport aux villages et le temps de rétention assez court (3 à 4 mois) des plans d’eau entraînent une situation d’extrême précarité hydrique qui bouleverse la vie socio-économique. En ville comme en campagne, en dépit des différences territoriales et des modalités d’accès à l’eau, les populations vivent le même niveau de précarité hydrique et y apportent les mêmes types de solutions. Elles recourent ainsi aux points d’eau traditionnels et développent une solidarité hydraulique à travers la mutualisation des points d’eau entre quartiers, entre villages et entre ville-villages. Mais, avec cette situation hydraulique particulièrement précaire réduisant systématiquement la pratique des activités économiques et la satisfaction des besoins humains fondamentaux, les défis de développement local deviennent de plus en plus lourds pour la commune urbaine de Téra
In Niger, water resource management remains a major challenge after more than 50 years of water policy. Thus, the investments carried out during the International Decade of Driking Water and Sanitation (1981-1990) and the Millennium Development Goals (2000-2015) could not meet the enormous needs of water. The infrastructure deficit is being faced by all components of the hydraulic sector. The growing demand for water and insufficient public investment to meet it explain this under-equipment in water infrastructure. At the level of the urban district of Tera, in addition to the strong demographic growth and insufficient investments in the water sector, climatic and hydrogeological constraints must be added to the analysis of the hydraulic situation. In the city of Tera, the hydrous precariousness is due to a considerable lack of water production and an inadequate water distribution network at the city site. Thus, from december to august, three-quarters of the city, mainly the Carré, Résidence, Douane, TP and Guenobon neighbourhoods remain underserved. In rural areas, the insufficiency of water supply points, their location in relation to villages to the villages and the rather short time of retention (3 à 4 months) of lakes defines a situation of extreme hydrous precariousness which affects the socio-economic life. In town as in the countryside, despite the territorial differences and water access methods, the populations face the same level of hydrous precariousness and adopt the same types of solutions. Thus, they resort to the traditional water supply points and develop a hydraulic solidarity through the mutualisation of water supply points between districts, villages, villages and city. However, with this particularly precarious hydraulic situation systematically reducing the practice of economic activities and the satisfaction of the fundamental human needs, the challenges of local development become increasingly heavy for the urban district of Tera

Durant la période ottomane (XVIe-XIXe siècle), la ville d'Alger était réputée pour le nombre important des bains qu'elle possédait et pour la performance de son système hydraulique. Les sources textuelles arabes et occidentales, les documents iconographiques produits en grand nombre à cette époque ajoutés aux pièces authentiques émanant des archives de l'administration ottomaneet de celles des autorités feançaises établies durant les premières décennies de l'occupation permettent de dresser un tableau général sur l'histoire urbaine et socio-économique des bains d'Alger. Plusieurs aspects sur ces édifices sont abordés: leur nombre, leur histoire, leur situation dans la topographie de la ville, leur répartition géographique par rapport aux autres fonctions, leur mécanisme d'implantation dans la structure urbaine, leur alimentation en eau et relation aux éléments du réseau d'adduction urbain et enfin leur gestion et mode d'exploitation. Ce dernier aspect touche au problème des fondations waqf dont les bains font souvent l'objet en vertu de leur rentabilité économique
During the Ottoman period (16th-19th century), the city of Algiers was famous for the important number of public baths as well as the performance of its hydrolic system. Arab and Western textual sources, iconographic documents produced in quantity at this time added to authentic pieces stored in the archives of the Ottoman administration and in those of the French authorities established during the first decades of occupation, give an overview of the urban and socio-economic history of the public baths in Algiers. The dissertation deals with several aspects of these buildings: their number, their hystory, their location in the city topography, their geographic distribution as compared to other functions, the mechanism of their laout within the urban structure, their water supply and its connection to the water pipe network, and at last their management and mode of operation. The latter raises the question of legacy - waqf- of which the public baths are often the object due to their economic profitability

L’évaluation du débit en réseaux hydrauliques à surface libre est une problématique actuelle sur le plan scientifique, à forts enjeux technologiques, économiques et écologiques. Dans cette thèse, de nouvelles méthodologies d’instrumentation, basées sur une synergie entre mesures non intrusives de hauteur d’eau et modélisation numérique ont été développées. Celles-ci s’appliquent d’une part à des collecteurs dont le fonctionnement hydraulique est complexe et, d’autre part, à des ouvrages non-standard (Venturi, déversoirs d’orage). Ce travail de thèse multidisciplinaire vise une meilleure compréhension de l’écoulement pour en déduire des relations Q=f(hi) plus robustes, spécifiques à chaque site et associées à leurs incertitudes; mais également l’identification de possibles modifications du site de mesure afin d’améliorer l’estimation du débit. Au final, l’applicabilité des méthodologies développées a été éprouvée au travers de plusieurs études sur sites réels
The evaluation of the flow rate in free surface water systems is a current scientific problem, related to high technological, economical and ecological issues. In this study, new methods of instrumentation based on a synergy between non-intrusive water level measurements and numerical modeling have been developed. These methods are applied first to sewer pipes with complex hydraulic conditions then to non-standard hydraulic structures (Venturi flumes, Combined Sewer Overflows). This multidisciplinary work aims at a better understanding of the flow to identify more robust site-specific Q=f(hi) relationships related to their uncertainties. It also aims at the identification of possible modification of the measurement site in order to improve the flow rate evaluation. Finally, the applicability of the developed methodologies has been tested through several real site studies

En 1996, une nouvelle norme (NF EN 752-2) concernant la conception des réseaux d'assainissement est parue. Elle abandonne la notion de période de retour d'évènements pluvieux pour s'appuyer sur celle de période de retour de dysfonctionnement (mise en charge ou débordement). Si ce choix est fondamentalement judicieux, il n'en reste pas moins qu'il n'existe pas actuellement de méthode permettant de dimensionner directement canalisations et bassins de rétention selon cette notion. La question se pose donc de savoir comment les "anciennes" méthodes basées sur le concept de pluie de projet répondent à cette nouvelle exigence réglementaire. L'étude décrite ci-après a pour objectif d'apporter des éléments de réponse. Basée sur une analyse statistique des pluies, d'une part, et des débits et volumes qu'elles génèrent sur un réseau test synthétique, d'autre part, elle montre que, pour les canalisations, l'utilisation de pluies de projet répond à la norme NF EN 752-2 mais qu'elles n'optimisent pas le dimensionnement et que, pour les bassins de rétention, cette même méthode n'apporte pas de certitude quant au respect de la norme NF EN 752-2.

Les structures réservoirs se développent de plus en plus pour réduire les débits de ruissellement urbain et par voie de conséquence les risques d'inondations. Elles améliorent aussi la qualité des eaux rejetées dans les milieux naturels par temps de pluie. L'analyse fine du fonctionnement hydraulique de ces structures met en évidence de nombreux mécanismes faisant l'objet d'une étude bibliographique. Des systèmes diffusants sont souvent utilisés pour injecter les eaux de surfaces imperméabilisées voisines sans débordement et assurer leur bonne répartition spatiale, or leur fonctionnement est mal connu. Une approche de ce problème est d'abord réalisée en régime permanent, expérimentalement et numériquement en ne prenant en compte que le dispositif de diffusion sans le matériau poreux environnant. Puis une simulation des écoulements dans ce matériau est présentée, en particulier lorsque plusieurs réservoirs en cascade sont construits. Enfin un modèle simplifié des dispositifs de diffusion est proposé et permet leur couplage avec le milieu environnant à l'aide d'un code de calcul par éléments finis d'hydrodynamique souterraine.

La présente thèse porte sur les politiques de l'eau dans les petites et moyennes villes des territoires périurbains de Mumbai. Le point de départ de ce travail de recherche est le constat que le monopole public est défaillant sur les villes périurbaines de Mumbai. Une diversité des modes d'approvisionnement coexistent pour l'approvisionnement des ménages. Nous cherchons à montrer que les petites et moyennes villes indiennes sont propices au développement d'un ensemble de modalités d'accès à l'eau, publiques et privées, gratuites et payantes. Notre volonté est d'expliquer les raisons de cette diversité d'accès à l'eau, ainsi que la manière dont les ménages satisfont leurs besoins. Ces travaux de recherche s'appuient sur une étude de terrain (questionnaires ménages et entretiens semi-directifs) dans six villes des territoires périurbains de Mumbai. Nous avons mobilisé les apports de la nouvelle économie institutionnelle afin d'examiner les modes d'approvisionnement complémentaires au réseau municipal. Dans ce sens, les institutions (règles) formelles (service public, vente de l'eau) et informelles (accès coutumier) constituent des mécanismes institutionnels régulateurs en situation d'incertitude. Le secteur public échoue à fournir de l'eau à l'ensemble de la population étudiée. Face à la fragmentation et à la différenciation du service sur les territoires de l'étude, les arrangements institutionnels formels et informels du secteur de l'eau révèlent l'existence d'une multiplicité des modalités d'approvisionnement sur ces territoires. La multiplication et la diversification des sources d'approvisionnement est la norme d'approvisionnement sur les territoires périurbains. Nous cherchons à identifier sous quelles conditions les arrangements complémentaires d'approvisionnement en eau potable constituent une réponse à la demande domestique et comment ils participent à une meilleure organisation et gestion du service. Ce travail de thèse présente deux résultats majeurs. Le premier concerne la satisfaction de la demande en eau domestique dans les villes périurbaines et le deuxième porte sur la gouvernance de l'eau dans ces territoires. La thèse apporte des éclaircissements concernant le comportement hydrique des ménages et leurs choix d'approvisionnement selon les arrangements complémentaires qu'ils adoptent. Les travaux de recherche que nous avons menés montrent que ce qu'un individu perçoit de son état de pauvreté hydraulique diffère souvent de la classification définie par les normes nationales et internationales en vigueur. Nous avons élaboré un indicateur de la pauvreté en eau qui reflète la perception des ménages quant à leur état de richesse ou de pauvreté en eau. Nous ne pouvons pas dresser un comportement domestique uniforme dans les villes étudiées. Il existe en réalité une grande atomisation des comportements hydrauliques et cela constitue une des spécificités des petites et moyennes villes périurbaines. Les arrangements complémentaires adoptés reflètent des niveaux de pauvreté hydraulique différents. Face à cet état de pauvreté hydraulique, les ménages procèdent à une hiérarchisation de leurs besoins, multiplient leurs sources d'approvisionnement et développent des stratégies compensatoires pour s'assurer un service régulier et de bonne qualité. La thèse porte un intérêt particulier aux formes de gouvernance de l'eau dans les petites et moyennes villes périurbaines. L'analyse des interactions entre les opérateurs publics et privés et les usagers des villes étudiées n'est pas suffisante pour comprendre le partage et la gestion locale de l'eau. En dépit des contrats formels entre les usagers et les opérateurs, la gouvernance de l'eau s'organise autour de relations informelles. Les élus municipaux au pouvoir, les entreprises de camions-citernes et les propriétaires fonciers sont les acteurs qui en réalité structurent le secteur de l'eau dans les villes périurbaines. La gouvernance de l'eau s'articule autour de ce lobby local qui contrôle le pouvoir politique local, l'accès à l'eau et à la terre, et donne les orientations des politiques locales de l'eau. Des rapports de force inégaux et conflictuels organisent les relations entre les acteurs locaux. Avec la volonté des autorités locales de tendre vers une commercialisation croissante du service, il faudra examiner les conditions qui rendent possibles les partenariats entre autorités locales et opérateurs privés ainsi que les arrangements institutionnels associés. Faire des petits opérateurs privés des acteurs à part entière de la nouvelle gouvernance urbaine de l'eau nécessite de négocier des contrats formels entre les deux parties, ainsi que de revoir le rôle de chaque acteur, afin qu'il soit plus compétent, indépendant, transparent et redevable de ses actions. Notre travail est structuré en sept chapitres (un chapitre introductif et trois parties). Le chapitre introductif présente l'environnement institutionnel du secteur d'approvisionnement urbain en eau de l'Inde, ainsi que le niveau de service, et identifie le poids des facteurs exogènes qui influent sur le niveau d'accès à l'eau potable. La première partie porte sur les arrangements institutionnels d'approvisionnement en eau potable existants sur les territoires périurbains de Mumbai. Il s'agit à la fois de l'approvisionnement par le réseau municipal, et d'autres modalités publiques ou privées, gratuites ou payantes. Malgré l'existence d'une multiplication des sources d'approvisionnement, les ménages urbains souffrent d'un certain degré de pauvreté hydraulique. La deuxième partie explique la manière dont ils appréhendent leur accès à l'eau, à travers un indicateur de la perception de la pauvreté hydraulique que nous avons élaboré, et présente les stratégies compensatoires domestiques. La troisième partie traite des enjeux de la gouvernance urbaine de l'eau dans les territoires périurbains de Mumbai. L'objectif est à la fois d'identifier les caractéristiques endogènes qui influent sur la qualité de la gouvernance dans les territoires étudiés et de proposer des changements au sein des institutions et des organisations de l'eau, susceptibles d'améliorer l'accès à cette ressource.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR (Agence National de la Recherche) "Flowres" ayant pour objectif d’améliorer la prédiction des crues extrêmes. Il a récemment été démontré que le dérèglement climatique tend à augmenter la fréquence et l’intensité de ces événements extrêmes, provoquant ainsi de nombreux dégâts, notamment dans les zones urbaines. L’objectif de ce travail de thèse a été d’étudier les configurations extrêmes, où une "canopée urbaine" est faiblement immergée. Cette étude repose sur une série de mesures expérimentales réalisées en canal hydraulique à surface libre, dans lequel différentes profondeurs de canopée et niveau d’immersion ont été considérées. Les canopées étudiées sont composées d’alignements d’éléments prismatiques. La première partie de ce travail à consister à élaborer le dispositif expérimental permettant d’acceder à la structure complète D de ces écoulements. Pour cela, un dispositif de PIV 2D-2C a été mis en place, couplé à l’utilisation de moyens techniques sophistiqués, comme des prismes transparents en verre BK7 ainsi qu’une optique télécentrique. Ce dispositif a permis d’obtenir des statistiques hautement résolues tant temporellement que spatialement, et ont aussi permis d’étudier la sensibilité de ces statistiques à l’échantillonnage spatial. Une fois le système de mesure mis en place, l’effet de l’immersion et de la profondeur de canopée sur la structure verticale 1D de ces écoulements a ensuite été étudiée. Les résultats montrent que la structure d’un écoulement dans une canopée profonde (k/` = 6) fortement immergée peut être décrite par différentes couches (sillage, couche de mélange, couche logarithmique). Cependant, la diminution de l’immersion et/ou de la profondeur de canopée tend à forcer les interactions entre les couches, et en supprimer certaines dans certains cas. De plus, on remarque que pour de très faibles immersions, le tenseur total devient négatif. Afin de comprendre et caractériser ce phénomène inattendu, une analyse par quadrant du tenseur de Reynolds a été effectuée. Dans le cas d’écoulements fortement immergés, les éjections (Q 2 ) et les balayages (Q4 ) contribuent majoritairement à l’écoulement. Cependant, la diminution de l’immersion est accompagnée d’une augmentation importante d’événements Q 3 dans la canopée, conduisant à un tenseur de Reynolds négatif pour des cas extrêmes. Pour finir, la compréhension de ces écoulements turbulents par l’intégration des profils verticaux 1D a permis de déterminer les lois de frottement globales associées. Il a été montré qu’il est nécessaire de définir correctement les grandeurs utilisées pour le coefficient de frottement f 0 , comme une vitesse débitante prenant en compte la porosité de la canopée ou encore une vitesse de frottement u 0 basé sur le fond du canal et non sur le sommet des prismes. On observe une corrélation entre l’immersion de la canopée et le coefficient de frottement f 0 . De plus, deux comportements distincts semblent émerger pour les faibles (h/k < 4) ou fortes (h/k > 4) immersions
This PhD work is part of the ANR project "Flowres" where aims is to improve the prediction of nextreme flood events. It has been shown that the climate change will increase the frequency and intensity of these extreme events, leading to major damages, especially in urban areas. The objective of this PhD was to investigate extrem configurations where urban canopy is weakly submerged. This work is based on experimental analysis carried out in a hydraulic open-channel flume in which various canopy depth and submergence levels were investigated. The canopies were built by alignment of prismatic roughness elements. The first part of this PhD work aimed at developping the experimental set-up allowing to obtain the complete structure of the flow. To this end, a PIV 2D-2C apparatus was used, paired with the use of advanced technical tools, such as prisms of BK7 glass and a telecentric optics. This set-up has enabled to obtain highly converged statistics (spatially and temporally), allow an investigation of sensitivity of these statistics to the spatial sampling. Once the experimental set-up designed, the effect of the flow immersion and of canopy depth on the 1D vertical structure was then investigated. Our results have shown that the flow structure of a depth canopy with an high submergence can be described by different (layers wake layer, mixing layer, logarithmic zone). A decrease of the submergence and/or the canopy depth increase interactions between the different layers, and sometimes, cancel it. Additionally, for some low submergence flow regimes, the total stress becomes negative. In order to understand and better characterize this unexpected result, we performed a quadrant analysis of the Reynolds stress. In the case of highly submerged flow, ejections (Q 2 ) and sweeps (Q 4 ) mostly contribute to the flow. By contrast, the decrease of the submergence is coupled with an significant increase of the Q3 event within the canopy. It can lead to a negative Reynolds stress in some flow regimes. Finally, the understanding of turbulent flows through integration of the 1D vertical profiles allowed calculation of thes associated global friction law. It has been shown that it is necessary to properlydefine the quantities used for the friction coefficient f 0 , such as a flow rate taking into account the porosity of the canopy, and a speed of friction u 0 based on the bottom of the channel (and not on the top of the prisms). There is a correlation between canopy submergence and the coefficient of friction f 0 . Moreover, two different behaviour appear for low submergence (h/k < 4) or high submergence (h/k > 4)

Malgré leurs mauvaises performances, les modèles de calcul de flux polluants (MCFP) dans les rejets urbains de temps de pluie (RUTP) continuent à susciter de l’intérêt du fait du fort potentiel qu’ils présentent pour prédire et contrôler ces RUTP. La contribution des sédiments à la pollution des RUTP est aujourd’hui largement reconnue comme prépondérante ; en conséquence, une modélisation idoine des processus en réseau apparait comme un élément clé pour améliorer la qualité de ces modèles. Dans ce contexte, plusieurs éléments ont été révélés par des études récentes menées sur les dépôts de réseaux d’assainissement unitaires, notamment sur « Le Marais » : (1) la présence d’une quantité importante de dépôts grossiers quasi-stationnaires qui modifient les caractéristiques du réseau ainsi que les conditions d'écoulement ; (2) l'identification d’un dépôt organique cohésif sur le Marais, la couche organique, capable d’expliquer la contribution du réseau à la pollution de RUTP et qui se constitue dans les parties amonts des collecteurs principaux. L’objectif de cette thèse est d’examiner l’effet de l’intégration de ces observations dans un MCFP de type semi-distribué, en prenant comme cas d’étude le site expérimental du Marais.Dans la première partie, on a travaillé à la prise en compte des dépôts grossiers dans le modèle hydrodynamique, puis on a évalué l’impact de cet ajout sur les processus de transport solide dans les réseaux. Pour y parvenir, un outil de modélisation capable de gérer l’écoulement sur une bathymétrie complexe était nécessaire. Ainsi, un schéma numérique conservatif de type Godounov a été développé et validé par rapport à certains cas de référence, avant de l’appliquer à l'échelle du réseau du Marais. Les résultats ont démontré un effet significatif de ces dépôts grossiers sur l’hydraulique du réseau, qui ensuite influence la production des particules et, dans une moindre mesure, le processus de transfert.Dans la deuxième partie, des données acquises récemment sur plusieurs sites avec des contributions de dépôts aux RUTP comparables et d’états d’encrassement différents (notamment pour la couche organique) ont été analysées dans le but d’identifier le vrai rôle de cette couche organique vis-à-vis de la production en réseau par temps de pluie. Les résultats ont montré que la couche organique ne représente qu’une source mineure vis-à-vis de la production en réseau. Afin d’identifier la source majeure, le modèle hydraulique développé dans la première partie a été couplé avec le modèle d’érosion de Skipworth et le modèle d’advection simple pour tester différents scenarii de localisation de dépôts. Les résultats de ce banc d’essai sont cohérents avec ce qui précède concernant la contribution de la couche organique ; il en ressort par ailleurs que les localisations les plus vraisemblables de la source prépondérante sont, dans l’ordre, le réseau amont et les collecteurs principaux
Despite their disappointing performance, urban stormwater quality models are still considered to be a potentially efficient decision making tool to control combined sewer overflows (CSOs) and thus are receiving ongoing investments to improve their quality. In this respect, in-sewer sediments are now widely recognized for their preponderant contribution to the pollution of CSOs assigning therefore a particular importance to mastering sewer processes module when refining these models. Recent studies conducted on in-sewer sediments in one of the extensively investigated urban catchments in Paris, Le Marais, highlighted new elements that could be helpful when addressing this module: (1) the existence of quasi-steady sewer grits deforming sewer characteristics and thus suspected to modify sewer flow conditions; (2) the identification of the potentially eroded sediment type during wet weather that is formed at the upstream parts of the Marais main trunks, the organic layer, that showed a cohesive like characteristic during in-situ flushing experiments. A site specific model for the Marais catchment is developed in this thesis adopting a semi-distributed configuration to examine the effect of integrating these field observations in its structure on the simulation of outfall discharges’ quality.In the first part, an evaluation of the impact of considering the sewer grits in the hydrodynamic module on the solid production and transfer processes in sewer system was carried out. To do so, a special modelling tool was necessary in order to handle sewer flow over a complex bathymetry. So, a well-balanced Godunov numerical scheme was developed and verified against some reference test cases before being extended to the Marais sewer scale. Results showed a significant impact of these coarse deposits on the hydraulic parameters. Solid production was demonstrated to be more sensible to this impact than the transfer processes.In the second place, previous findings obtained on combined sewer systems having no organic layer and high sewer contribution along with those obtained on the Marais were deeply investigated to identify the real role of this organic layer in sewer wet weather production. Results showed that this latter is only a minor source for wet weather erosion. To identify the major source, a quality module based on Skipworth erosion formulation and simple advection equation was used to test several scenarios of sewer sediment localization. The benchmark confirmed that the organic layer is not the major source of sewer production and that another source is preponderant and that can be located at the upstream branches as well as along the principal collectors with more probability of the former case