Cours Ãconomie hydraulique - EPFL

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EPFL - LASEN Cours d’économie hydraulique 8 ème semestre Page 46 LASEN 3. Optimisation d’installations industrielles utilisatrices d’eau Dans les deux chapitres précédents, il a été question de l’eau en tant que ressource. Bien qu’en volume important sur terre, la partie utilisable d’eau douce de seulement 0,6% nous interpelle. De plus, l’activité humaine croissance et l’augmentation exponentielle depuis la fin du XIXème siècle de la population terrestre ont rendu l’usage de l’eau plus difficile, parfois même problématique. La demande d’eau s’accélère dans un environnement naturel qui a plutôt tendance à se dégrader. Il faut donc agir. Comme il l’a été mentionné auparavant, cette action est délicate car le manque d’eau potable actuel touche déjà 20% de la population mondiale. Or, les plus démunis, atteints par cette situation dramatique, ne sont pas en mesure financièrement d’y pallier. Dans ce contexte, les ingénieurs ont une mission importante et un rôle clé dans la stabilisation et l’amélioration d’une offre qui manque si cruellement. Conscients que plusieurs acteurs sont impliqués (politiciens, financiers, responsables des bailleurs de fonds internationaux, investisseurs, environnementalistes, techniciens, …) les ingénieurs doivent comprendre et intégrer ce pluripartenariat dans leur démarche quotidienne et donc le déroulement de projets. A son niveau, il est important pour l’ingénieur d’être conscient qu’il détient un levier essentiel sur lequel il peut interagir dans l’exercice de son métier. En effet, il est en mesure de pouvoir réaliser des économies. Donc, sa façon d’aller dans le sens de l’amélioration de la situation actuelle passe par l’optimisation des ouvrages qu’il conçoit. Par optimisation, il faut comprendre la mise en œuvre des moyens que l’ingénieur se donne pour créer les conditions techniques et financières les plus favorables pour tirer le meilleur parti des installations industrielles utilisatrices d’eau. Certes, la stabilité des constructions est importante, certes cela doit se faire pour un coût bien étudié mais tout ceci n’aura de sens que si l’objectif social et humain est atteint et si notre environnement naturel est préservé et non dégradé. Optimisation, oui, mais en envisageant la durabilité des ouvrages. Dans un jargon plus mathématique, c’est donc un système global d’équations à plusieurs inconnues que l’ingénieur doit résoudre, avec la difficulté que les inconnues sont souvent plus nombreuses que les équations. Nous nous retrouvons donc dans un processus de résolution itératif où les paramètres de tous horizons s’entremêlent en toute interdépendance (politique, financier, technique, nature et conditions sociales). Pour l’ingénieur, l’optimisation va donc se confronter à bon nombre de difficultés et à commencer par celles qu’il se doit de maîtriser, car c’est son métier, les difficultés techniques. 3.1 Difficultés techniques Avant d’en faire l’analyse, il faut savoir que les sommes d’argent engagées dans les installations industrielles utilisatrices d’eau sont énormes. On parle ici d’une échelle d’engagements financiers de plusieurs milliers, voire du milliard d’Euros parfois. Beaucoup de ces ouvrages sont uniques et la répétitivité délicate ou impossible.
EPFL - LASEN Cours d’économie hydraulique 8 ème semestre Page 47 LASEN En raison des montants d’investissements à engager, la responsabilité de l’ingénieur est grande. Par conséquent, les risques concomitants à considérer au niveau : - financier - technique - politique - environnemental - social nécessitent une maîtrise large et pluridisciplinaire des problèmes posés. L’ingénieur n’est plus un simple calculateur d’ouvrages mais un vrai gestionnaire de projet. Cela étant dit, il faut aussi relever que les ingénieurs du domaine de l’eau font face à des ouvrages complexes, aux formes variées qui doivent s’accommoder d’un environnement naturel très hétérogène. Ainsi, les problèmes et les difficultés rencontrés sont à l’échelle des ouvrages à réaliser, surtout en présence d’eau dont la force, quand elle est en mouvement, peut être dévastatrice. Le Tsunami du 26 décembre 2004, au large de l’Indonésie, qui a marqué les esprits par son ampleur, a fait plus de 250'000 morts en quelques minutes. 3.1.1 Difficultés techniques relatives aux matériaux Il s’agit de considérer deux choses : - les matériaux utilisés pour la construction - les matériaux naturellement rencontrés sur les sites de construction a) Matériaux de construction On s’intéresse principalement à l’acier, au béton et aux matériaux d’endiguement ou de protection des berges : - Pour l’acier, il ne faut pas oublier qu’il doit généralement être importé et qu’il peut s’avérer coûteux (difficultés de transports, taxes de douanes, …). Son acheminement sur des sites éloignés doit aussi rendre prévoyant et obliger à planifier sa livraison tout comme d’ailleurs son entreposage sur place (surfaces suffisantes, protection contre la corrosion, …). - Pour le béton, les matériaux de base (granulats et eau) sont souvent trouvés sur place. Il faudra veiller à bien étudier les sites de carrières potentiels et à faire des pré-tests bien avant la construction de qualité et de compatibilité avec les choix de ciment en relation avec les exigences de résistance statique et dynamique. - Pour les autres matériaux nécessaires aux endiguements (batardeaux, digues, rives de berges, …), le choix granulométrique est essentiel. Mais, les conditions du site peuvent primer et parfois en fonction des disponibilités de matériaux sur place. Enfin, la conception des zones de stockage et de traitement des matériaux doit être étudiée avec soin avec les entreprises. L’expérience des grands chantiers est l’une des clés en terme de maîtrise des coûts.
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