Proposition Cours EN-2.2

Jean-Pierre Renfer

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• Langue: Français

Extrait

DOCTORAL COURSE

EN-2.2 Optimisation methods and their applications to hydric resource systems

(Integrated water resources management)

Prof. Maria da Conceição Cunha

Universidade de Coimbra – Portugal

Total hours:

28 hours – 2 credits

Examination procedure:

Written Exam and Project Report

1) Introduction

There many different ongoing initiatives demanding scientific and professional expertise

regarding integrated water resources management (IWRM).

IWRM approach as addressed by the

European Water Initiative (EWI) demands conceiving and operationalising methodologies for

addressing the water-related Millenium Development Goals, including halving the proportion of

people without access to safe drinking water and sanitation.

The implementation of the Water Framework Directive (WFD) is very challenging and many

different methodological tools should be considered for the different aspects of its

operationalization. A Common Implementation Strategy through the elaboration of guidance

documents is being created.

The Work Package 2 regarding the Best Practices in River Basin

Planning (WP2) is an example of a contribution that will facilitate the application of the WFD.

This document, considers decision-aid models to be attractive tools that can help in river basin

planning. They do not replace the decision procedure but they can be very helpful in structuring

the analysis of all the issues involved in such problems, and identifying good decisions once the

objectives and assumptions are defined.

They can represent the various interdependencies and

interactions among the aspects related to technical, economic and social issues, end-users and

different interest groups.

2) Program (synopsis)

Introduction to hydrosystems analysis: conventional versus optimization procedures; single-

objective versus multiple-objective optimization; uncertainties and reliability of hydrosystems

design and analysis; applications of optimization in hydrosystems. Decision-aid methods for

reservoirs planning and management (storage-firm yield analysis, multipurpose reservoirs, etc.);

for aquifers planning and management (wells location, wells operation, etc), for wastewater

systems planning and management (wastewater treatment plants location in a river basin, types of

wastewater treatment to be used, etc.); for water supply systems planning and management (water

distribution systems design, water supply systems operation, etc.).

3) Programme (extended version)

Dans ce cours seront présentés les concepts théoriques nécessaires à développer et résoudre les

modèles de planification et gestion des ressources en eau.

Chaque chapitre comprend la présentation des concepts et la résolution de problèmes

d’application.

I) Introduction

Description des systèmes de ressources hydriques. Les approches conventionnelles versus les

approches d’optimisation. Construction des modèles d’optimisation: les variables de décision, les

variables exogènes, la fonction objectif, les contraintes. Modèles à objectif unique versus

modèles à objectives multiples. Modèles linéaires et modèles non-linéaires. Modèles agrégés et

modèles à paramètres distribués. Modèles déterministes et modèles stochastiques.

II) Méthodes d’optimisation et leur application aux systèmes de ressources hydriques

La programmation linéaire. La programmation non-linéaire. La programmation en entiers. La

programmation dynamique. Les méthodes heuristiques.

Les logiciels: XPRESS-MP, GAMS/MINOS, GAMS/DICOPT++

III) Incertitude et fiabilité des systèmes de ressources hydriques

Optimisation de la fiabilité. Modèles à contraintes probabilistiques. Modèles stochastiques

explicites et implicites.

IV) Planification et gestion des barrages/réservoirs

Modèles d’aide à la décision pour satisfaire la demande en eau. Modèles d’aide à la décision pour

satisfaire la demande en énergie hydroélectrique. Modèles d’aide à la décision pour le

dimensionnement et l’exploitation d’un réservoir à des fins multiples. Modèles d’aide à la

décision pour le dimensionnement et l’exploitation d’un système de réservoirs à des fins

multiples.

V) Planification et gestion d’aquifères

Modèles d’aide à la décision pour déterminer la localisation et le débit des puits de captage à fin

de satisfaire des demandes en eau. Modèles d’aide à la décision pour l’exploitation d’un aquifère.

Modèles d’aide à la décision pour la monitorisation de la qualité des aquifères.

VI) Planification et gestion des réseaux de distribution d’eaux potable

Modèles d’aide à la décision pour le dimensionnement de réseaux urbains de distribution d’eau à

moindre coûts. Modèles d’aide à la décision pour l’exploitation des systèmes de pompage.

VII) Planification et gestion des systèmes de collecte et épuration des eaux résiduaires

Les modèles d’aide à la décision pour le dimensionnement et la localisation des réseaux de

collecte des eaux résiduaires et des stations d’épuration dans un bassin de rivière. Modèles d’aide

à la décision pour la détermination des degrés de traitement à accomplir dans chaque station

d’épuration en tenant compte des contraintes de qualité relatives aux cours d’eau récepteurs.

Inscription auprès du secrétariat du Programme doctoral EDEN

au moyen du formulaire habituel à votre disposition.

Ce cours est prévu au printemps 2006 (avril – mai), en fonction du nombre des inscriptions.

Janvier 2006