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Sophie Duchesne et l'état des réseaux d'aqueduc et d'égout

Vingt mille lieues sous l'asphalte
6 septembre 2011 // par Valérie Levée

La professeure Sophie Duchesne (3e à partir de la gauche), entourée de ses étudiants, Hind El Housni, Amélie Thériault et Babacar Toumbou. En arrière-plan, la rivière Saint-Charles, à Québec.


Sous l’asphalte roulent des flots d’eaux usées, pluviales et potables à travers des milliers de kilomètres de conduites. Si, en surface, les nids de poule sont bien apparents, en profondeur parfois, il en va tout autrement, car nul signe ne trahit l’usure des conduites d’eau aux yeux des automobilistes et des piétons. Professeure en hydrologie et en infrastructures urbaines au Centre Eau Terre Environnement de l’INRS, Sophie Duchesne travaille de concert avec le ministère des Affaires municipales, des Régions et de l’Occupation du territoire et, notamment, la Ville de Québec pour débusquer les fuites, traquer l’usure, prévoir le vieillissement des réseaux d’aqueduc et d’égout et proposer des scénarios d’intervention.

Les réseaux d’aqueduc et d’égout québécois ont été conçus au début du XXe siècle, et leur espérance de vie serait d’environ 75 ans. Un calcul élémentaire démontre que la restauration de bon nombre de ces infrastructures souterraines est pressante. Mais par où commencer ?

Dans les égouts, on n’y voit goutte
On ne voit pas les égouts à travers la chaussée asphaltée, mais on peut y envoyer des caméras. Il est toutefois impensable d’acheminer de tels appareils dans les 5 000 kilomètres d’égout de la Ville de Québec. La solution consiste à ausculter une partie du réseau et à établir des liens entre le degré de détérioration et les caractéristiques — l’âge et le diamètre, par exemple — des conduites inspectées. C’est ainsi que Sophie Duchesne et son équipe ont établi un modèle permettant de prévoir l’état de ces équipements. En l’appliquant à l’ensemble du réseau d’égout, Sophie Duchesne peut identifier les tronçons les plus susceptibles d’être usés et, conséquemment, déterminer combien de conduites méritent d’être remplacées. Mieux, elle peut jouer avec le modèle, faire vieillir le réseau, y effectuer quelques réparations et simuler différents scénarios de remplacement. Grâce à son modèle, elle obtient une photographie de la situation à venir si aucun entretien n’est assuré au réseau ou si les conduites sont remplacées de façon continue.

Les aqueducs passent un TACO
Malheureusement, dans les aqueducs en fonte, les caméras sont aveugles. « Il y a des dépôts calcaires, des produits de corrosion sur les parois et on voit mal », précise Sophie Duchesne. Heureusement, elle dispose d’un autre indice : le bris d’aqueduc, qui survient quand les conduites rouillées cèdent sous la pression de l’eau. Il est certes trop tard pour empêcher les dégâts causés par l’eau, mais en mettant tous les bris répertoriés en relation avec les caractéristiques des conduites, Sophie Duchesne et ses collègues peuvent établir un modèle comme ils l’ont fait avec le réseau d'égout. Il devient alors possible de prévoir quelles sections sont les plus à risque de céder et de proposer des scénarios pour les remplacer.

Imaginons que des travaux routiers aient lieu dans un quartier et que le modèle indique que l’aqueduc ait fait son temps. Autant profiter du chantier pour le changer ! Toutefois, avant d’engager les dépenses, il serait rassurant de vérifier la prévision du modèle en jetant un œil dans la conduite. Puisque la corrosion brouille la vision des caméras, c’est avec une sonde électromagnétique qu’il est possible de scruter l’intérieur des conduites. Cet appareil ne renvoie pas vraiment une image, mais un diagramme duquel on déduit les points de faiblesse de la conduite. Peut-on s’y fier ? Pour valider la technologie, Sophie Duchesne et son collègue Jean-Pierre Villeneuve, également professeur au Centre Eau Terre Environnement, ont demandé à quelques villes de leur fournir des conduites sorties de terre. Ces conduites ont été sondées et soumises à un scanner médical pour en ausculter l’intérieur. Les deux techniques ont livré des résultats similaires, démontrant la fiabilité de la sonde. Désormais, « le gestionnaire peut décider d’aller “ voir ” à l’intérieur avec la sonde pour avoir confirmation qu’une conduite doit être remplacée », conclut la professeure.

Des tuyaux bientôt trop petits
Les modèles développés par Sophie Duchesne et son équipe d’étudiants aident les gestionnaires des réseaux d’aqueduc et d’égout à décider quand et quelles conduites réparer. Mais ils restent muets quant à savoir si les conduites doivent être restaurées à l’identique.

D’autres modèles, eux, permettent de planifier la taille des infrastructures en fonction de la pluviométrie et des caractéristiques physiques et démographiques d’une ville. Au fil des ans, la fréquence et l’intensité des intempéries risquent d’augmenter, comme l’ont démontré le professeur Alain Mailhot et son équipe, qui œuvrent eux aussi au Centre Eau Terre Environnement : « Les réseaux pluviaux sont conçus pour un débit déterminé par une pluviométrie du passé, fait observer Sophie Duchesne, et une conduite d’égout peut devenir caduque à cause des changements climatiques ». Pour une planification complète des travaux de restauration, il faudra donc aussi tenir compte de ces bouleversements. C’est là un autre volet des recherches souterraines menées à l’INRS et auxquelles collabore cette jeune professeure qui ne craint pas d’explorer, à sa manière, les profondeurs de nos cités. ♦

 

 


 

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