Optimisation des interventions de curage pour les collecteurs d’assainissement

MINISTRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

Université de Mohammed Sedik Ben Yahia – Jijel Faculté Des sciences et de la Technologie

Département de Génie Civil et Hydraulique

Projet de fin d’étude

En vue de l’obtention du diplôme : Master en hydraulique

Option : Hydraulique Urbaine

Présenté par :

Boularouk Mohammed Boussayoud Azzeddine

Théme

Dirigé par :

- Mr. Kessili Abdelhak

Soutenu publiquement le 22 / 07/ 2019 devant le jury composé de : - Président : Ratiat Abdelkader

- Examinateur : Ainas Belkacem

Promotion 2019

Optimisation des interventions de curage pour

les collecteurs d’assainissement

Tout d’abord nous remercions Allah le tout puissant qui nous ´ eclair´ e le bon chemin.

Nous tenons ` a remercier tr` es vivement Notre encadreur Kessili Abdelhak qui est un potentiel infini pour les conseils avis´ es et l’encouragement constant.

Nos vifs remerciements d’adressent aussi ` a toutes les promotions 2 ^eme ann´ ee Master du d´ epartement g´ enie civil et hydraulique.

Nous associons nos remerciements ` a toute personne d’´ etant montr´ e coop´ erant de pr` es ou de loin ` a la r´ ealisation de ce m´ emoire de fin d’´ etudes.

Ainsi qu’` a tous les enseignants qui ont contribu´ e ` a notre formation.

Je d´ edie ce modeste travail ` a :

> Mes tr` es chers parents ;

> Mes fr` eres ;

> T outes ma famille ;

> Mes amies et coll` egues.

Table des mati` eres i

Liste des tableaux iv

Table des figures vi

Introduction g´ en´ erale 2

1 Conception g´ en´ eral de l’assainissement 3

1.1 G´ en´ eralit´ es . . . . 3

1.2 D´ efinition de l’assainissement . . . . 4

1.3 D´ efinition d’un r´ eseau d’assainissement . . . . 4

1.4 Types d’assainissement . . . . 4

1.4.1 L’assainissement collectif . . . . 5

1.4.2 L’assainissement autonome . . . . 5

1.4.3 Syst` eme d’assainissement semi collectif . . . . 6

1.5 Divers syst` emes d’´ evacuation des eaux us´ ees et des eaux pluviales . . . . 7

1.5.1 Syst` emes fondamentaux . . . . 7

1.6 Les ´ el´ ements constitutifs de r´ eseau d’´ egout . . . . 11

1.6.1 Les ouvrages principaux . . . . 11

1.6.2 Les ouvrages annexes . . . . 13

1.6.3 Les ouvrages sp´ eciaux . . . . 14

1.7 Les causes de blocage de r´ eseau d’assainissement . . . . 14

1.7.1 les causes accidentelle . . . . 15

1.7.2 Les causes structurelles . . . . 15

1.8 les solutions qui prot` egent le r´ eseau d’assainissement . . . . 20

1.9 Le curage . . . . 20

1.9.1 D´ efinition . . . . 20

1.9.2 Type de curage . . . . 21

2 Panorama des m´ ethodes multicrit` ere 22 2.1 Introduction . . . . 22

2.2 Les M´ ethodes D’aide ` a La D´ ecision Multicrit` ere (MADMC) . . . . 22

i

2.2.3 Les 4 niveaux du processus de d´ ecision selon . . . . 23

2.3 M´ ethodes de l’approche du crit` ere unique de synth` ese . . . . 23

2.3.1 M´ ethode AHP (Analytic Hierarchy Process) . . . . 23

2.3.2 Technique pour l’ordre de Pr´ ef´ erence par similarit´ e de Solution Id´ eale (TOPSIS) . . . . 24

2.3.3 La m´ ethode MAVT : Multiple Attribute Value Theory . . . . 25

2.3.4 La m´ ethode MAUT : Multiple Attribute Utility Theory . . . . 26

2.3.5 La m´ ethode UTA : Utility Theory Additive . . . . 26

2.3.6 La m´ ethode EVAluation of MIXedCriteria EVAMIX . . . . 27

2.4 Les m´ ethodes de l’approche de surclassement de synth` ese . . . . 28

2.4.1 La m´ ethode PROMETHEE . . . . 28

2.4.2 La m´ ethode Electre . . . . 29

2.4.3 La m´ ethode MACBETH . . . . 32

2.5 Les m´ ethodes d’optimisation math´ ematique (MOM) . . . . 33

2.5.1 M´ ethodes d’optimisation math´ ematique multicrit` ere . . . . 33

2.6 Comparaison entre les m´ ethodes d’aide ` a la d´ ecision multicrit` ere et les m´ ethodes d’optimisation math´ ematique multicrit` ere . . . . 35

2.7 LES M´ ETHODES ´ EL´ EMENTAIRES . . . . 36

2.7.1 La Cost-ratio Method . . . . 36

2.7.2 La m´ ethode de la somme pond´ er´ ee (the linear averaging method or weighted point method) . . . . 37

2.7.3 M´ ethode conjonctive . . . . 37

2.7.4 M´ ethode disjonctive . . . . 38

2.7.5 M´ ethode lexicographique . . . . 38

2.7.6 La m´ ethode cat´ egorique : (Categorical method) . . . . 39

2.7.7 M´ ethode du

Maxmin

. . . . 39

2.8 Conclusion . . . . 39

3 La m´ ethode simple multi-attribute rating technique (SMRT) et crit` ere 40 3.1 La m´ ethode Simple Multi-Attribute Rating Technique SMART . . . . 40

3.1.1 Principe de la m´ ethode . . . . 40

3.1.2 Les ´ etapes . . . . 41

3.2 Les crit` ere . . . . 41

3.3 Conclusion . . . . 44

4 Application de l outil ` a la gestion aux r´ eseaux d assainissement de la ville de jijel 45 4.1 Pr´ esentation de la wilaya de Jijel . . . . 45

ii

4.1.1 Situation . . . . 45

4.1.2 g´ eographiques . . . . 46

4.2 Pr´ esentation de la ville de Jijel . . . . 46

4.2.1 Situation g´ eographique . . . . 46

4.3 Pr´ esentation du syst` eme d’assainissement de la ville de Jijel . . . . 47

4.3.1 Donn´ ees g´ en´ erales . . . . 47

4.3.2 La liste des principaux

points noirs

dans le r´ eseau d’assainissement de la willaya de Jijel . . . . 48

4.4 Application de la m´ ethode SMART . . . . 48

4.4.1 Premier Cas : Cas1 . . . . 50

4.4.2 D´ etermination des seuils . . . . 55

4.4.3 Deuxi` eme cas ( Cas 2) . . . . 63

4.5 Conclusion . . . . 75

Conclusion g´ en´ erale 76

Annex 76

Bibliographie 77

1.1 Avantages et inconv´ enients des diff´ erents syst` emes s´ eparatif [9] . . . . 8

1.2 Avantages et inconv´ enients des diff´ erents syst` emes Unitaire [9]. . . . . 9

1.3 Avantages et inconv´ enients des diff´ erents syst` emes Pseudo s´ eparatif [9] : . . 10

2.1 Tableau comparatif des m´ ethodes d’optimisation math´ ematique multicrit` ere et des m´ ethodes d’aide ` a la d´ ecision multicrit` ere . . . . 36

3.1 Evaluation du crit` ´ ere d’inondation avec l’´ etat de gravit´ e (Le Gauffre et col,2004). 42 4.1 donn´ ees des 6 conduites. . . . 49

4.2 r´ esume les quatre sc´ enarios avec le classement des crit` eres. . . . 50

4.3 Notes des crit` eres. . . . 51

4.4 les valeurs des actions U(cnd _i ). . . . . 54

4.5 les valeurs des actions U(cnd _i ). . . . . 55

4.6 classification des conduites selon le sc´ enario 2. . . . 56

4.7 classification des conduites selon le sc´ enario 3. . . . 57

4.8 classification des conduites selon le sc´ enario 4. . . . 57

4.9 r´ esume les quatre sc´ enarios avec le classement des crit` eres. . . . 64

4.10 Classification des conduites selon le sc´ enario 1. . . . 64

4.11 Classification des conduites selon le sc´ enario 2. . . . 65

4.12 Classification des conduites selon le sc´ enario 3. . . . 66

4.13 Classification des conduites selon le sc´ enario 4. . . . 67

iv

1.1 Les grandes ´ etapes d’assainissements [2]. . . . 4

1.2 Types d’installation d’assainissement collectif [5]. . . . 5

1.3 Types d’installation d’assainissement autonome [5]. . . . 6

1.4 Sch´ ema d’un r´ eseau s´ eparatif [8]. . . . 7

1.5 Sch´ ema d’un r´ eseau unitaire [8]. . . . 8

1.6 Sch´ ema d’un r´ eseau pseudo-s´ eparatif [10]. . . . 9

1.7 Sch´ ema d’un r´ eseau mixte [10] . . . . 10

1.8 type des joints[14] . . . . 12

1.9 Exemple d’une infiltration ` a travers un Joint non ´ etanche. . . . . 15

1.10 Exemple d’obstruction. . . . 16

1.11 Exemple de blocage provoqu´ e par la pr´ esence de racines. . . . 17

1.12 Exemple d’un bas-fond. . . . 18

1.13 Exemple d’une conduite D´ eform´ ee. . . . 19

4.1 Photo1 : situation de la willaya de Jijel Source : www.google-earth.com 28/03/2016 . . . . 46

4.2 Photo 2 : situation g´ eographique de la commune de Jijel Source : http// :google.com/map Jijel. (Le 05/03/2016) . . . . 47

4.3 Photo 3 : plan de situation des bassins versants.(ONA)) . . . . 48

4.4 Photo 4 : l’emplacement de six conduites. [ONA] . . . . 49

4.5 Photo 5 : Emplacement du r´ eseau d’assainissement. . . . 50

4.6 poids et crit` eres . . . . 58

4.7 classement final des conduits. . . . . 59

4.8 conduite N ^◦ 1515. . . . 59

4.9 les conduites N ^◦ 1121 ; 1564 ; 1590 ; 1537. . . . 60

4.10 conduite N ^◦ 2176. . . . 61

4.11 les conduites avec sc´ enario 1. . . . 61

4.12 les conduites avec sc´ enario 2. . . . 62

4.13 les conduites avec sc´ enario 3. . . . 62

4.14 les conduites avec sc´ enario 4. . . . 63

4.15 poids et crit` eres. . . . . 67

4.16 classement final des conduites. . . . 68

v

4.17 les conduites N ^◦ 1121 ; 1564 ; 1515 ; 1537. . . . 69

4.18 la conduite N ^◦ 1590. . . . 70

4.19 la conduite N ^◦ 2176. . . . 70

4.20 les conduites avec sc´ enario 1. . . . 71

4.21 les conduites avec sc´ enario 2. . . . 71

4.22 les conduites avec sc´ enario 3. . . . 72

4.23 les conduites avec sc´ enario 4. . . . 72

4.24 la comparaison entre les deux cas pour sc´ enario1. . . . 73

4.25 la comparaison entre les deux cas pour sc´ enario2. . . . 74

4.26 la comparaison entre les deux cas pour sc´ enario3. . . . 74

4.27 la comparaison entre les deux cas pour sc´ enario 4. . . . 75

Liste des Abr´ eviations

A : Age.

AHP : Processus d’analyse hi´ erarchique des proc` edes.

Cnd : Conduite.

Cr : Circulation.

CP : Compromise programming.

Dim : Diam` etre de la conduite.

D : Diam` etre.

E : Etats.

GP : Goal programming.

I : Pente.

L : Longueur.

Me : Mat´ eriau.

MADMC : M´ ethode d’aide ` a la d´ ecision multicrit` ere.

MAVT : Multiple attribute value theory.

MAUT : Multiple attribute utility theory.

MOM : M´ ethode d’optimisation math´ ematique.

MACBETH : Meusuring attractiveness by a cat´ egorial based ´ evaluation technique.

ONA : L’office national de l’assainissement Alg´ erienne.

Pr : Profondeur.

PEHD : Poly ´ ethyl` ene haute densit´ e.

PROMETHEE : Pr´ ef´ erence ranking organisation m´ ethode for enrichement ´ evaluation.

STEP : Station d’´ epuration.

SCE : Sc´ enario.

TOPSIS : Technique for ordre by similarity to ideal solution.

UTA : Utility theory additive.

VRD : L’acronyme de voiries et r´ eseaux divers.

ξ : Contraint m´ ethode.

π : Poids de chaque crit` ere.

(∪ _j (cnd _i )) : Evaluation des conduites sur chaque crit` ere.

L ’eau est indispensable ` a la vie et ` a toute activit´ e ´ economique, il est utilis´ e pour des usages domestiques, agricoles ou industriels, et la partie rejet´ ee est pollu´ ee, elle a un probl` eme majeur, qui introduit des r´ esultats nocifs sur la sant´ e humain.

Pour cela, L’assainissement est un ´ el´ ement tr` es important du cycle de l’eau pour assurer la durabilit´ e de l’environnement dans lequel nous vivons. En Alg´ erie, l’assainissement a toujours fait partie des missions relevant du domaine de l’hydraulique et sa gestion est rest´ ee indissociable de celle de l’alimentation en eau potable.

Le blocage, fissuration et le vieillissement des conduites d’assainissement provoquent des graves probl` emes dans l’environnement ¸ca que nous cause des maladies grave. Ce que oblige les autorit´ es de la wilaya de Jijel de faire une intervention pour ´ eviter le pire des cas.

Afin de bien g´ erer le r´ eseau d’assainissement de centre ville de la wilaya de Jijel, nous allons faire un diagnostique de r´ eseau d’assainissement existants dans le but de connaitre l’´ etat des conduites affin de faire une intervention tr` es efficace.

Pour cela, notre m´ emoire s’articule sur quatre chapitres fondamentaux :

d Dans le premier chapitre, nous donnerons des g´ en´ eralit´ es sur l’assainissement, en

’appuyant sur les types des r´ eseaux et les mat´ eriaux utilis´ es en incluant aussi a quelques probl` emes et solutions dans un r´ eseau.

d Dans le deuxi` eme chapitre, on va parler aux m´ ethodes d’analyse multicrit` ere et leurs objectifs.

d Dans le troisi` eme chapitre, Nous essayons d’´ etudier une m´ ethodologie pour la ges- tion et la r´ ehabilitation des r´ eseaux d’assainissement et proposer la m´ ethode SMART qui permet de calculer le poids des crit` eres et le classement finale des collectrurs.

d Dans le quatri` eme chapitre, on entamera avec l’application de l’outil d’aide ` a la gestion aux r´ eseaux d’assainissement de la ville de Jijel.

On finit de ce travaille par une conclusion g´ en´ erale.

2

Conception g´ en´ eral de l’assainissement

Introduction

C e chapitre pr´ esente des g´ en´ eralit´ es sur les r´ eseaux d’assainissement ` a mettre votre dispo- sition quelque ´ el´ ement et caract´ erisations sur les r´ eseaux d’assainissement, les types des r´ eseaux et les mat´ eriaux utilis´ ees.Il contient aussi les ´ el´ ements constitutifs de r´ eseaux d’´ egout et les ouvrages principaux .

1.1 G´ en´ eralit´ es

Les syst` emes urbains d’assainissement sont con¸cus pour deux types d’eaux

urbaines

: 3 Les eaux us´ ees : sont les eaux qui ont ´ et´ e fournies pour les besoins de substance, pour permettre d’assurer un niveau de vie pour satisfaire les besoins de l’industrie. Si apr` es usage, ces eaux ne sont pas correctement recueillies, elles peuvent ˆ etre ` a l’origine de pollutions et entrainer des risques pour la sant´ e publique. Elles contiennent des mati` eres dissoutes et des particules (de diam` etre vari´ e), provenant de sanitaires et de lavages divers, de processus industriels, et d’autres usages de l’eau.

3 Les eaux pluviales : sont de l’eau de pluie (ou l’eau r´ esultant de tout autre forme de pr´ ecipitation) tomb´ ee sur une zone urbaine de bassin versant. Si ces eaux ne sont pas correctement drain´ ees, elles peuvent provoquer des g` enes, des d´ egˆ ats, des inondations et d’autres risques sanitaires. Elles contiennent des polluants, provenant de la pluie, de l’air et de la surface du bassin versant.

Dans de nombreuses zones urbaines, l’assainissement est bas´ e sur la construction d’un syst` eme de collecteurs : des conduites et des structures qui recueillent et ´ evacuent l’eau. A l’oppos´ e, les collectivit´ es pauvres ou isol´ ees ne disposent pas habituellement de syst` eme central d’as- sainissement. Les eaux us´ ees y sont trait´ ees localement (ou pas du tout) et les eaux pluviales sont drain´ ees de fa¸con naturelle vers le sol. Ce type de dispositif a exist´ e tant que l’emprise de l’urbanisation reste limit´ ee ; mais des r´ eflexions r´ ecentes sur les pratiques durables d’as- sainissement encouragent le recours ` a des dispositions de drainage plus naturelles partout ou

3

cela est possible [1].

Figure 1.1 – Les grandes ´ etapes d’assainissements [2].

1.2 D´ efinition de l’assainissement

L’assainissement est un processus par lequel des personnes peuvent vivre dans un environnement plus sain. Il vise ` a :

3 Assurer l’´ evacuation et le traitement des eaux us´ ees et des excr´ etas en minimisant les risques pour la sant´ e.

3 collecter et ´ eliminer les d´ echets solides contribuant ` a maintenir un environnement sa- lubre [3].

1.3 D´ efinition d’un r´ eseau d’assainissement

Les r´ eseaux d’´ egout sont constitu´ es d’un ensemble de composantes hydrauliques com- prenant des conduites, des regards, des puisards, des stations de pompage, des bassins de r´ etention et de diff´ erents ouvrages de contrˆ ole. Leur mission est la collecte et l’´ evacuation ad´ equate des eaux us´ ees vers une station de traitement ou vers un lieu de d´ eversement appropri´ e [4].

Un r´ eseau d’´ egout doit r´ epondre, dans son fonctionnement, ` a deux objectifs :

3 Eliminer les eaux us´ ´ ees domestiques et industrielles pour assurer l’hygi` ene publique ; 3 Evacuer de fa¸con ad´ ´ equate les eaux pluviales pour ´ eviter l’inondation, surtout en temps

de pluie, et assurer par cons´ equent la s´ ecurit´ e des citoyens.

1.4 Types d’assainissement

Il existe deux types d’installations d’assainissement :

3 L’assainissement collectif, avec raccord au tout-` a-l’´ egout ;

3 L’assainissement non collectif ou individuel (autrefois grˆ ace ` a une fosse septique, au- jourd’hui g´ en´ eralement avec une fosse toutes eaux).

Dans les deux cas, une redevance d’assainissement est appliqu´ ee [5].

1.4.1 L’assainissement collectif

L’´ etablissement du r´ eseau collectif d’assainissement d’une ville doit r´ epondre ` a deux cat´ egories de pr´ eoccupations ` a savoir :

3 Le transit vers une station d’´ epuration des eaux us´ ees domestiques et ´ eventuellement des eaux industrielles ;

3 L’´ evacuation des eaux pluviales de mani` ere ` a empˆ echer la submersion des zones urba- nis´ ees et ´ eviter toute stagnation dans les points bas apr` es les averses.

L’´ ecoulement de ces eaux peut se faire de mani` ere gravitaire en utilisant les pentes naturelles ; cependant, dans des cas tr` es rares, il peut ˆ etre sous pression [6].

Figure 1.2 – Types d’installation d’assainissement collectif [5].

1.4.2 L’assainissement autonome

L’assainissement autonome ou individuel concerne les dispositifs ` a mettre en place dans

la concession pour la collecte et le traitement des eaux us´ ees domestiques en utilisant les ca-

ract´ eristiques ´ epuratoires qu’offre le sol. Il a pour objet d’assurer l’´ epuration des eaux us´ ees

ainsi que leur ´ evacuation, sous des modes compatibles avec les exigences de la sant´ e publique

et de l’environnement.

Un syst` eme d’assainissement autonome bien con¸cu est compos´ e :

• D’ouvrages de collecte et d’´ epuration des eaux, g´ er´ es par les populations elles - mˆ emes dans le cas d’ouvrages priv´ es et par la collectivit´ e dans le cas d’´ edicules publics ;

• D’ouvrages de traitement des boues de vidange, g´ er´ es par la collectivit´ e avec une partici- pation des populations ;

• De mat´ eriels de transports des excr´ etas des propri´ et´ es priv´ ees vers les d´ eposantes de boues de vidanges g´ er´ es par la collectivit´ e avec une participation des populations et/ou par des priv´ es agr´ e´ es.

Le syst` eme autonome est propos´ e lorsque la faible densit´ e de l’habitat rend trop coˆ uteuse la mise en place de r´ eseaux publics. En termes d’investissement, au-del` a de 50m entre branche- ments, l’assainissement individuel est ` a retenir [6].

Figure 1.3 – Types d’installation d’assainissement autonome [5].

1.4.3 Syst` eme d’assainissement semi collectif

Le syst` eme d’assainissement semi collectif est interm´ ediaire entre le collectif et l’autonome.

On l’appelle aussi r´ eseau de petit diam` etre (REPD) et il est constitu´ e des parties suivantes :

• Des fosses interm´ ediaires (ou fosses d’interception) ´ eliminent les mati` eres flottantes et en suspension ;

• Un r´ eseau de canalisations de petit diam` etre qui capte toutes les eaux d´ ecant´ ees et les achemine vers l’exutoire ;

• Un exutoire final qui peut ˆ etre un r´ eseau conventionnel ou une station d’´ epuration.

La pr´ esence des fosses septiques permet ainsi :

• D’utiliser des conduites de faible diam` etre ;

• De changer de direction ou de pente sans regard en raison de l’utilisation de conduites en PVC ;

• D’incorporer des tron¸cons ` a pente faible, parfois nulle ou mˆ eme inverse [6].

1.5 Divers syst` emes d’´ evacuation des eaux us´ ees et des eaux pluviales

1.5.1 Syst` emes fondamentaux

Les r´ eseaux correspondants sont ` a ´ ecoulement libre mais peuvent comporter certaines sections en charge. On distingue :

1.5.1.1 Syst` eme s´ eparatif

Il consiste ` a r´ eserver un r´ eseau ` a l’´ evacuation des eaux us´ ees domestiques et, sous certaines r´ eserves, de certains effluents industriels alors que l’´ evacuation de toutes les eaux m´ et´ eoriques est assur´ ee par un autre r´ eseau [7].

Figure 1.4 – Sch´ ema d’un r´ eseau s´ eparatif [8].

Syst` eme Domaine d’utilisation

Avantages Inconv´ enients Contraintes d’ex- ploitation

-petites et moyennes ag- glom´ erations ;

-diminution des sections des col- lecteurs

-encombrement important du sous-sol

-Surveillance accrue des branchements

S´ eparatif

-extension des villes ;

-exploitation plus facile de la STEP

-coˆ ut d’investis- sement ´ elev´ e

-entretien d’un lin´ eaire important de collecteurs (eaux us´ ees et pluviales) -faible d´ ebit

d’´ etiage du cours d’eau r´ ecepteur.

- meilleure natu- rel pr´ eserv´ e

-risque impor- tant d’erreur de branchement.

Table 1.1 – Avantages et inconv´ enients des diff´ erents syst` emes s´ eparatif [9] .

1.5.1.2 Syst` eme unitaire

L’ensemble des eaux us´ ees et pluviales est assur´ ee par un seul r´ eseau g´ en´ eralement pourvu de d´ eversoirs permettant en cas d’orage le rejet direct, par sur verse, d’une partie des eaux dans le milieu naturel [7].

Figure 1.5 – Sch´ ema d’un r´ eseau unitaire [8].

Syst` eme Domaine d’utilisation

Avantages Inconv´ enients Contraintes d’exploitation -milieu

r´ ecepteur

´

eloign´ e des points de col- lecte ;

-conception simple

-d´ ebit ` a la STEP tr` es variable

-entretien

r´ egulier des d´ eversoirs

d’orage et des

bassins de

stockage -topographie ` a

faible relief ;

-encombrement r´ eduit du sous sol

-la dilution des eaux us´ ees est variable

-difficult´ e d’´ evaluation des rejets directs vers le milieu r´ ecepteur.

Unitaire -d´ ebit d’´ etiage du cours d’eau r´ ecepteur impor- tant.

- ` a priori

´ economique

-apport de sable im- portant ` a la station d’´ epuration ;

-pas de risque d’inversion de branchement.

-rejet direct vers le milieu r´ ecepteur du m´ elange ” eaux nus´ ees eaux pluviales ” au droit des d´ eversoirs d’orage.

Table 1.2 – Avantages et inconv´ enients des diff´ erents syst` emes Unitaire [9].

1.5.1.3 Syst` eme pseudo-s´ eparatif

L’usage a pr´ evalu de d´ esigner sous ce vocable des r´ eseaux s´ eparatifs o` u le r´ eseau d’eaux us´ ees peut recevoir certaines eaux pluviales provenant des propri´ et´ es riveraines[7].

Figure 1.6 – Sch´ ema d’un r´ eseau pseudo-s´ eparatif [10].

Syst` eme Domaine d’utilisation

Avantages Inconv´ enients Contraintes d’exploitation

-petits et

moyennes ag- glom´ eration.

-Le probl` eme des faux Bran- chements est

´ elimin´ e.

-le fonctionnement de la station d’´ epuration est perturb´ e, la charge polluante est variable en qualit´ e et en quan- tit´ e

-Entretien r´ egulier des d´ eversoirs

d’orage et des

bassins de

stockage ; Pseudo

s´ eparatif

-pr´ esence d’un milieu r´ ecepteur proche.

-Le plus gros des eaux plu- viales ´ etant achemin´ ees en d’heur de la ville, ce qui

nous donne

des collecteurs traversant la ville de moindre dimension

-Surveillance ac- crue des bran- chements.

Table 1.3 – Avantages et inconv´ enients des diff´ erents syst` emes Pseudo s´ eparatif [9] :

1.5.1.4 Syst` eme mixte

On appelle commun´ ement syst` eme mixte un r´ eseau constitu´ e suivant les zones en partie en syst` eme unitaire et en partie en syst` eme s´ eparatif [7].

Figure 1.7 – Sch´ ema d’un r´ eseau mixte [10]

1.5.1.5 Syst` eme composite

C’est une variante du syst` eme s´ eparatif qui pr´ evoit, grˆ ace ` a divers am´ enagements, une d´ erivation partielle des eaux les plus pollu´ ees du r´ eseau pluvial vers le r´ eseau d’eaux us´ ees en vue de leur traitement [7].

1.5.1.6 Syst` emes sp´ eciaux

L’usage de ces syst` emes n’est ` a envisager que dans les cas exceptionnels, On distingue :

• Syst` eme sous pression sur la totalit´ e du parcours : Le r´ eseau fonctionne en charge de fa¸con permanente sur la totalit´ e du parcours.

• Syst` eme sous d´ epression : Le transport de l’effluent s’effectue par mise des canalisations en d´ epression [7].

1.6 Les ´ el´ ements constitutifs de r´ eseau d’´ egout

1.6.1 Les ouvrages principaux

Les ouvrages principaux sont les ouvrages d’´ evacuation des effluents vers le point de rejet ou la station d’´ epuration ; ils comprennent les conduites et les joints.[11]

1.6.1.1 canalisations

Elles se pr´ esentent sous plusieurs formes, cylindriques pr´ efabriqu´ ees en usine, et sont d´ esign´ ees par leurs diam` etres int´ erieurs, dit diam` etres nominaux exprim´ es en millim` etre ; ou ovo¨ıdes pr´ efabriqu´ ees d´ esign´ ees par leur hauteur exprim´ ee en centim` etre.[12]

1.6.1.1.1 Type de canalisations Il existe plusieurs types de conduites qui sont diff´ erentes suivant leur mat´ eriau et leur destination :

3 Conduites en b´ eton non arm´ e ; 3 Conduites en b´ eton arm´ e ; 3 Conduites en amiante-ciment ; 3 Conduites en gr´ es ;

3 Conduites en chlorure de polyvinyle (p.v.c) non plastifi´ e ;

3 Conduites en PEHD [12].

1.6.1.1.2 Choix du type de canalisation Pour faire le choix des diff´ erents types de conduites on doit tenir compte :

3 De la pente du terrain ; 3 Des diam` etres utilis´ es ; 3 De la nature du sol travers´ e ;

3 De la nature chimique des eaux us´ ees transport´ ees ; 3 Des efforts ext´ erieurs dus sur remblai [12].

1.6.1.2 Joints

a. Les joints des conduites en b´ eton arm´ e

choix judicieux des assemblages est li´ e ` a la qualit´ e du joint. Ce dernier est fonction de la nature des eaux et de leur adaptation vis ` a vis de la stabilit´ e du sol et, fonction de la nature des tuyaux et de leurs caract´ eristiques (diam` etre, ´ epaisseur).

Pour les tuyaux en b´ eton arm´ e on a diff´ erents types de joints ` a utiliser : 3 Joint type Rocla ;

3 Joint ` a demi-emboˆıtement ; 3 Joint ` a collet.

On a autres types de joint : Joint torique, Joint plastique mati` ere plastique [13].

Figure 1.8 – type des joints[14]

1.6.2 Les ouvrages annexes

Les ouvrages annexes ont une importance consid´ erable dans l’exploitation rationnelle des r´ eseaux d’´ egout .Ils sont nombreux et ob´ eissent ` a une hi´ erarchie de fonction tr` es diversifi´ ee : fonction de recette des effluents, de fenˆ etres ouvertes sur le r´ eseau pour en faciliter l’entretien, du syst` eme en raison de leur rˆ ole ´ economique en agissant sur les sur dimensionnements et en permettant l’optimisation des coˆ uts [14].

Les ouvrages annexes sont consid´ er´ es selon deux groupes :

1.6.2.1 Les ouvrages normaux

Les ouvrages normaux sont les ouvrages courants indispensables en amont ou sur le cours des r´ eseaux .Ils assurent g´ en´ eralement la fonction de recette des effluents ou d’acc` es au r´ eseau [14].

1.6.2.2 Les branchements

Leur rˆ ole est de collecter les eaux us´ ees et les eaux pluviales d’immeubles. Un branche- ment comprend trois parties essentielles :

• Un regard de fa¸cade qui doit ˆ etre dispos´ e en bordure de la voie publique et au plus pr´ es de la fa¸cade de la propri´ et´ e raccord´ ee pour permettre un acc` es facile aux personnels charg´ es de l’exploitation et du contrˆ ole du bon fonctionnement.

• Des canalisations de branchement qui sont de pr´ ef´ erence raccord´ ees suivant une oblique inclin´ ee ` a 45 <sup>◦</sup> ou. 60 <sup>◦</sup> par rapport ` a l’axe g´ en´ eral du r´ eseau public.

• Les dispositifs de raccordement de la canalisation de branchement sont li´ es ` a la nature et aux dimensions du r´ eseau public [14].

1.6.2.3 Les caniveaux

Les caniveaux sont destin´ es ` a la recueillie des eaux pluviales ruisselant sur le profil transversal de la chauss´ ee et des trottoirs et au transport de ces eaux jusqu’aux bouches d’´ egout.[15]

1.6.2.4 Les foss´ es

Les foss´ es

´ etaient principalement destin´ es ` a la collecte des eaux provenant des chauss´ ees

en milieu rural qui, depuis peu, rentrent dans les dispositions dites

alternatives

` a la

solution par tuyau ; des ouvrages de transport ` a faible pente , soit des ouvrages de retenue,

soit des ouvrages de stockage des eaux. Il faut proc´ eder ` a une entretien p´ eriodique, afin de

les d´ ebarrasser des produits d´ ecant´ es qui peuvent s’y accumuler et provoquer, notamment, des odeurs de fermentation [16].

1.6.2.5 Les bouches d’´ egout

Les bouches d’´ egout sont destin´ ees a collecter les eaux en surface (pluviales et de lavage des chauss´ ees). Elles sont g´ en´ eralement dispos´ ees au point bas des caniveaux, soit sur le trottoir. Elles peuvent ˆ etre class´ ees selon deux crit` eres : la mani` ere de recueillir des eaux et la mani` ere dont les d´ echets sont retenus [14].

1.6.2.6 Regards

Les regards sont en fait des fenˆ etres par lesquelles le personnel d’entretien p´ en` etre pour assurer le service et la surveillance du r´ eseau. Ce regard varie en fonction de l’encombrement et de la pente du terrain ainsi que du syst` eme d’´ evacuation [13].

• Regard simple : : pour raccordement des collecteurs de mˆ emes diam` etres ou de diam` etres diff´ erents.

• Regard lat´ eral : en cas d’encombrement du V.R.D ou collecteurs de diam` etre important.

• Regard double : pour un syst` eme s´ eparatif

• Regard toboggan : en cas d’exhaussement de remouss

• Regard de chute :` a forte pente.

1.6.3 Les ouvrages sp´ eciaux

3 Les d´ eversoirs d’orage ; 3 D´ egrilleurs ;

3 Les bassins de retenue d’eau pluviale ; 3 Bassins de dessablement [17].

1.7 Les causes de blocage de r´ eseau d’assainissement

L’installation d’une conduite peut avoir ´ et´ e d´ eficiente ` a cause de mauvaises pratiques de construction ou de l’utilisation de m´ ethodes inad´ equates, compte tenu de l’environnement dans lequel la conduite a ´ et´ e install´ ee.

Les causes de formation de d´ epˆ ot dans un r´ eseau peuvent ˆ etre class´ ees en deux types :

1.7.1 les causes accidentelle

Les causes accidentelles qui correspondent ` a l’introduction dans le r´ eseau d’objets divers, lesquels peuvent faire obstacle ` a l’´ ecoulement, directement au niveau du lieu d’entr´ ee, ou plus

`

a l’aval.

1.7.2 Les causes structurelles

La majorit´ e des probl` emes de blocage des r´ eseaux d’assainissement r´ esulte a des causes structurelles, les plus souvent sont :

1.7.2.1 Infiltration/exfiltration

l’infiltration et les eaux de captage peuvent causer une surcharge hydraulique dans les r´ eseaux d’eaux us´ ees. ils peuvent ˆ etre des sources de dommages structuraux caus´ es aux

´

el´ ements constituant le r´ eseau d’´ egouts . Ces probl` emes ont tendance ` a croˆıtre avec le temps et le fait de reporter une intervention peut entraˆıner de s´ erieux probl` emes tels que l’effondrement de certains tuyaux. Les vides cr´ e´ es dans le sol peuvent eux aussi causer des dommages aux infrastructures avoisinantes (aqueduc, routes, services publics). L’infiltration n’est pas n´ ecessairement visible lors des inspections par temps sec ou en p´ eriode de nappe basse. Il faut aussi noter qu’une absence d’infiltration n’indique pas n´ ecessairement que l’´ egout n’a aucun d´ efaut.

Figure 1.9 – Exemple d’une infiltration ` a travers un Joint non ´ etanche.

La pr´ esence de joints non ´ etanches peut entraˆıner de l’exfiltration. Dans le cas des conduites

gravitaires, l’exfiltration peut se produire, soit lorsque la partie endommag´ ee se trouve dans la section mouill´ ee de la conduite (radier) et audessus du niveau de la nappe phr´ eatique, ou encore lorsqu’il y a surcharge dans la conduite et que la pression interne est sup´ erieure ` a la pression externe. [18]

L’infiltration peut ˆ etre caus´ ee par :

3 un haut niveau de la nappe phr´ eatique ou par une fuite de conduite d’eau situ´ ee ` a proximit´ e, combin´ ee ` a la pr´ esence de joints ou de raccordements non ´ etanches, de mat´ eriaux d´ efectueux ou par la pr´ esence de d´ efauts structuraux.

3 Joints ou raccordements non ´ etanches.

1.7.2.2 Obstructions

Les obstructions sont des objets ou des mat´ eriaux qui sont dans la conduite et qui limitent la circulation de l’eau en diminuant l’espace disponible ; les structures comme les r´ educteurs ne font pas partie des obstructions. Les obstructions sont, par exemple, des d´ epˆ ots durs (d´ epˆ ots de longue date durcis), des objets intrusifs, des incrustations (calcaire) ou encore des objets v´ ehicul´ es par les eaux (d´ epˆ ots ou objets).

Figure 1.10 – Exemple d’obstruction.

Causes possibles

Les causes de ces d´ efauts sont notamment des pentes trop faibles (` a la conception), de

mauvaises pratiques de construction (pas de nettoyage avant la mise en service, oubli

d’objets dans la conduite, etc.), un mauvais entretien, une mauvaise installation d’une garniture d’´ etanch´ eit´ e, des pi` eces de conduite qui se sont d´ etach´ ees ou encore le r´ esultat de l’infiltration. Elles peuvent aussi ˆ etre dues ` a l’intervention d’un tiers ou ` a l’installation d’une infrastructure dont le profil croise celui de l’´ egout. [18]

1.7.2.3 Racines

Lorsqu’un ´ egout est situ´ e au-dessus de la nappe phr´ eatique, il y a un risque que les racines des arbres ` a proximit´ e soient attir´ ees par l’eau qu’il v´ ehicule. Les racines peuvent mˆ eme p´ en´ etrer par les fissures tr` es fines et il est peu probable qu’un ´ egout qui a un petit d´ efaut structural soit ` a l’abri de la p´ en´ etration des racines.

Figure 1.11 – Exemple de blocage provoqu´ e par la pr´ esence de racines.

Causes possibles

Tout endroit de l’´ egout qui n’est pas ´ etanche (joint, d´ eficience) favorise l’intrusion de racines lorsque la nappe phr´ eatique se situe au dessous du radier de la conduite. La pr´ esence de certaines essences d’arbres au-dessus des conduites augmente le risque d’intrusion .

1.7.2.4 Bas-fonds

Les bas-fonds sont d´ etectables, soit lors d’une inspection t´ el´ evis´ ee conventionnelle

ou lorsqu’ils sont la cause de refoulements d’´ egouts. Lorsque le niveau d’eau augmente

soudainement et ponctuellement sur une courte distance, il est fort probable qu’on se trouve devant un bas-fond. Les figures suivantes illustrent le ph´ enom` ene.

Figure 1.12 – Exemple d’un bas-fond.

Causes possibles

Parmi les causes possibles, on retrouve un joint ouvert ou une mauvaise connexion. Les d´ efauts visibles sont un joint d´ ecal´ e et de l’infiltration. Par la suite, il y a de l’infiltration ou un cycle infiltration/exfiltration entraˆınant le lessivage d´ esarticules.

On note une perte de support, la conduite bouge, les joints s’ouvrent davantage et il y a encore plus de lessivage. Les d´ efauts visibles sont un joint ouvert et d´ ecal´ e, une perte d’alignement et de niveau ou de l’infiltration.

Cette probl´ ematique peut aussi ˆ etre le symptˆ ome d’une mauvaise installation ou d’un tassement diff´ erentiel du sol. [18]

1.7.2.5 D´ eformations

Une d´ eformation de conduite se produit lorsque la conduite est fissur´ ee et que le sol sur

les cˆ ot´ es n’offre plus de support. La probabilit´ e d’un effondrement final est ´ elev´ ee lorsque la

d´ eformation est sup´ erieure ` a 10%. Cette ´ etape finale peut arriver rapidement en r´ eponse ` a une

influence ext´ erieure (surcharge en surface, surcharge hydraulique, excavation ` a proximit´ e).

Figure 1.13 – Exemple d’une conduite D´ eform´ ee.

Causes possibles

On retrouve deux situations pouvant expliquer les d´ eformations de conduites :

1) ` A la mise en place : mauvais calculs des charges statiques, conduite d´ efectueuse, pose de conduite inappropri´ ee, mauvaise estimation des charges et des conditions de support, mauvaise assise ou enrobage, mauvaise compaction, effet de la temp´ erature.

2) ` A la suite de fuites ou d’infiltrations, de l’usure m´ ecanique ou de la corrosion[19].

1.7.2.6 D´ eviations en raison des joints d´ ecal´ es/ouverts/en angle

Dans le cadre de cet ouvrage, nous regroupons sous le terme

d´ eviation

tous les changements de direction de la conduite sur les plans vertical, horizontal ou longitudinal qui sont une cons´ equence de d´ efauts structuraux ` a la section de conduite tels que des joints d´ ecal´ es ou ouverts. Il est aussi possible que les d´ eviations angulaires aux joints aient ´ et´ e faites intentionnellement lors de la construction afin de permettre de faibles changements de direction.

Causes possibles

Permit eux la mauvaise planification ou ex´ ecution des travaux, un manque d’´ etanch´ eit´ e,

des changements dans les charges appliqu´ ees,le r´ esultat de l’infiltration/exfiltration, des

tassements et les tassements diff´ erentiels entre la conduite et les regards (une charge de

trafic sur le regard, des charges variables sur la surface, une mauvaise estimation du niveau

de la nappe) [19].

1.8 les solutions qui prot` egent le r´ eseau d’assainisse- ment

Pour limiter l’ensablement et r´ eduire ainsi le curage des canalisations plusieurs solutions sont mises en oeuvre :

• Am´ eliorer le syst` eme d` es la conception : : Le premier point consiste ` a dimensionner les r´ eseaux d` es la conception pour ˆ etre autocurants : le facteur limitant est la vitesse d’´ ecoulement. Des tests sont men´ es dans le r´ eseau parisien pour recouvrir certaines cunettes avec des mat´ eriaux glissants afin de r´ eduire la rugosit´ e des parois pour limiter les possibilit´ es de formation de sables.

• Am´ eliorer l’existant :Dans les r´ eseaux existants l’une des solutions mises en place actuellement pour limiter l’ensablement consiste ` a provoquer la formation des d´ epˆ ots dans des endroits d´ etermin´ es, les bassins de dessablement, afin de pouvoir les extraire facilement.

Ces bassins consistent en un approfondissement de la section de l’ouvrage ou de la cunette des collecteurs. Cet agrandissement de la section de l’´ ecoulement provoque un ralentissement favorable ` a la d´ eposition des mati` eres en transit. Une autre m´ ethode consiste ` a placer des r´ eservoirs de chasse en tˆ ete ou au niveau haut d’une petite ligne. Ces r´ eservoirs sont des r´ eserves d’eau non potable lib´ er´ ees brutalement dans la cunette de l’´ egout et entraˆınant les d´ echets sur quelques dizaines de m` etres. Des syst` emes de vannes automatiques ” Hydrass

” sont aussi utilis´ es sur de petits collecteurs. En position ferm´ ee la vanne retient les eaux jusqu’` a un seuil. Quand le seuil est atteint, la vanne bascule et lib` ere la quantit´ e d’eau stock´ ee derri` ere la vanne pour assurer un nettoyage de l’aval par effet de chasse. Enfin, l’utilisation de bouches d’´ egout s´ electives permet de retenir en surface les gros solides tels que des bouteilles, canettes, journaux et empˆ echent ainsi leur p´ en´ etration dans le r´ eseau.

Les bouches sont ensuite nettoy´ ees avec le reste de la chauss´ ee par le service d’entretien de la voirie.

Cependant ces solutions restent insuffisantes et on trouve des d´ epˆ ots dans pr` es de 90%du r´ eseau d’assainissement. Ces d´ epˆ ots ont des hauteurs variables allant de quelques centim` etres

`

a un m` etre (collecteur ”rempli” de d´ epˆ ots).

1.9 Le curage

1.9.1 D´ efinition

Le curage, c’est-` a-dire l’enl` evement des mati` eres s´ ediment´ ees qui perturbent les bonnes

conditions d’´ ecoulement n´ ecessite un programme d’intervention. Pour cela on va mettre ` a la

disposition des gestionnaires des r´ eseaux d’assainissement un outil permettant d’optimiser

des interventions de curage. Les ´ equipes de l’ONA d´ eploient d’importants efforts muni d’un programme quotidien d’intervention. Ainsi, le curage pr´ eventif est une intervention inscrite pour ´ eviter tout ´ eventuel d´ ebordement des eaux uses provoquant de ce fait une inondation.

1.9.2 Type de curage

L’office National de l’assainissement, ` a travers le r´ eseau qu’il g` ere, d´ eploie deux types de curage :

1.9.2.1 Le curage manuel

Le curage manuel est un proc´ ed´ e qui consiste ` a enlever les d´ echets stagnants manuel- lement dans les regards et autres ouvrages tels que la chambre ` a sable et le d´ eversoir d’orage afin de prot´ eger les canalisations et ´ eviter le colmatage par les d´ echets des r´ eseaux d’assainissement.

1.9.2.2 Le curage hydrom´ ecanique

Contrairement au curage manuel o` u seuls les agents interviennent, le curage hy- drom´ ecanique n´ ecessite le recours ` a une hydro-cureuse.

Dot´ e d’un puissant jet d’eau, ce proc´ ed´ e permet d’entretenir et de d´ eboucher les canalisa- tions. Grˆ ace ` a son efficacit´ e, il remet en ´ etat de fonctionnement optimal les infrastructures de mani` ere rapide, ´ economique et respectueuse de l’environnement.

Bien que les d´ echets incrust´ es dans les canalisations soient difficiles ` a traiter, la force du jet d’eau sous-pression est infaillible. Le curage hydrom´ ecanique est utilis´ e exclusivement lorsque l’acc` es aux canalisations est impossible.

Les agents de l’ONA veillent ` a la fin de leur mission au devenir des d´ echets r´ esultants du curage. Ils ne sont pas laiss´ es sur place mais plutˆ ot ´ evacu´ es vers les d´ echarges publiques.

Conclusion

Dans ce chapitre, on a parl´ e d’une fa¸con g´ en´ erale sur l’assainissement. Puis nous avons

mis en ´ evidence les divers syst` emes d’´ evacuation des eaux et des eaux pluviale ensuite

nous avons cit´ e les ´ el´ ements constitutifs du r´ eseau d’´ egout, les ouvrages principaux aussi

les ouvrages annexes. Sans oublier bien sur les causes de blocage et de colmatage de r´ eseau

d’assainissement et les solutions qui le prot` ege.

Panorama des m´ ethodes multicrit` ere

2.1 Introduction

L ^{e probl`} eme de conception d’une chaine logistique est de nature multiobjectif (minimiser les couts, minimiser les d´ elais, augmenter le taux de service...). Il importe donc de synth´ etiser les approches multiobjectifs afin d’expliciter leur fonctionnement et saisir leur int´ erˆ et et leur diff´ erence .

Nous pr´ esentons donc, dans ce chapitre, un panorama des m´ ethodes d’agr´ egation multicrit` ere les plus utilis´ ees pour la s´ election d’un partenaire ou toute autre action ou alternative dans un probl` eme. Nous expliquons les fondements de tout m´ ethode, nous d´ eveloppons une proc´ edure pour l’aide au choix d’une m´ ethode de s´ election.

2.2 Les M´ ethodes D’aide ` a La D´ ecision Multicrit` ere (MADMC)

2.2.1 L’analyse multicrit` ere

Les m´ ethodes de d´ ecision multicrit` ere (MCDM) ont le potentiel de fournir une approche structur´ ee, rationnelle, coh´ erente et objective de d´ ecision complexe des probl` emes telle que la priorisation des projets de r´ ehabilitation des conduites d’assainissement. Ainsi, il rend l’ensemble du processus de d´ ecision facile ` a comprendre [20].

2.2.2 Aide ` a la d´ ecision

L’aide ` a la d´ ecision a ´ et´ e d´ efinie par Roy 1992 comme ´ etant un ensemble des techniques bas´ ees sur la repr´ esentation num´ erique telle que la pond´ eration et la notation des diff´ erentes alternatives. Ces techniques permettant aux d´ ecideurs de v´ erifier et d’analyser rapidement les informations afin de pouvoir prendre la d´ ecision a priori la plus adapt´ ee.[21]

L’analyse multicrit` ere ou les m´ ethodes d’aide ` a la d´ ecision multicrit` eres d´ esignent g´ en´ eralement un ensemble de m´ ethodes permettant d’agr´ eger plusieurs crit` eres afin de choisir une ou plusieurs actions ou solutions. Vincke 1989 affirme qu’il n’existe pas, en

22

g´ en´ eral, une solution -qui soit la meilleure pour tous les points de vue. [22]

2.2.3 Les 4 niveaux du processus de d´ ecision selon

Niveau 1 : Objet de la d´ ecision et esprit de la prescription ou de la participation.

Niveau 2 : Analyse des cons´ equences et ´ elaboration des crit` eres.

Niveau 3 : Mod´ elisation des pr´ ef´ erences globales et approches op´ erationnelles pour l’agr´ egation des performances.

Niveau 4 : Proc´ edures d’investigation et ´ elaboration de la prescription[23].

2.3 M´ ethodes de l’approche du crit` ere unique de synth` ese

2.3.1 M´ ethode AHP (Analytic Hierarchy Process)

la m´ ethode AHP est simple dans son principe et dans son application. Cette simplicit´ e explique le nombre important de travaux scientifiques o` u la m´ ethode AHP a ´ et´ e utilis´ ee avec succ` es. Elle proc` ede par combinaisons deux ` a deux des ´ el´ ements de chaque niveau hi´ erarchique par rapport aux ´ el´ ements du niveau sup´ erieur.

La m´ ethode AHP est utilis´ ee avec succ` es dans de nombreux domaines, dont celui de la d´ ecision multicrit` eres. la m´ ethode commence par la d´ efinition de l’objectif principal ` a atteindre ou la d´ ecision ` a prendre, ` a partir de l` a, elle d´ ecompose cet objectif en une structure hi´ erarchique de crit` eres et de sous crit` eres d’´ evaluation. dans le dernier niveau hi´ erarchique nous retrouvons les candidats ` a ´ evaluer (les alternatifs) [24].

2.3.1.1 Diff´ erentes ´ etapes de la m´ ethode AHP

Nous allons d´ evelopper dans cette section les diff´ erentes ´ etapes de la m´ ethode AHP.

• Etape 1 : D´ ecomposer le probl` eme en une structure hi´ erarchique Au d´ ebut de la m´ ethode, d´ efinissons une arborescence hi´ erarchique des crit` eres, des sous crit` eres et des alternatifs.

Chaque ´ el´ ement de cette hi´ erarchie doit ˆ etre d´ efini : - D´ efinir l’objectif (niveau 0).

- D´ efinir les crit` eres de d´ ecision ou de jugement (niveau 1).

- Le dernier niveau de la hi´ erarchie comprendra les diff´ erents alternatifs, choisies au pr´ ealable (niveau 2).

• Etape 2 : Effectuer les combinaisons binaires niveau par niveau Comparer l’importance

relative de tous les ´ el´ ements appartenant ` a un mˆ eme niveau de la hi´ erarchie deux par deux,

par rapport ` a l’´ el´ ement du niveau sup´ erieur.

Les matrices de comparaison ainsi obtenues auront la propri´ et´ e suivante : -A = a _ij -A _ii = 1 et a _ji = 1/a _ij

• Etape 3 :D´ eterminer les priorit´ es - Calculer l’importance relative de chacun des ´ el´ ements de la hi´ erarchie ` a partir des ´ evaluations obtenues de l’´ etape 2 .

-La d´ etermination des priorit´ es des ´ el´ ements de chaque matrice se fait par la r´ esolution du probl` eme de vecteur propre.

• Etape 4 :Synth´ etiser les priorit´ es Une fois que les priorit´ es pour tous les crit` eres figurant dans la hi´ erarchie ont ´ et´ e d´ etermin´ ees, le poids de chaque alternatif est calcul´ e et un classement des alternatifs est r´ ealis´ e.[24]

2.3.1.2 Avantages de la m´ ethode AHP Les avantages de cette m´ ethode sont :

- Cette m´ ethode la seule qui permettant ` a v´ erifier la coh´ erence des relations d’importance entre les crit` eres.

- Unit´ es de mesures : qualitatives et quantitatives, valeurs relatives ou absolues pour ´ etablir des priorit´ es.

- Structure hi´ erarchique : trie des ´ el´ ements d’un syst` eme dans diff´ erents niveaux et dans des groupes ` a caract´ eristiques similaires.

- La possibilit´ e d’ajouter ou d’´ eliminer des crit` eres . - Les crit` eres peuvent avoir des importances variables.

2.3.1.3 Inconv´ enients de la m´ ethode AHP Les inconv´ enients de la m´ ethode AHP sont :

- Le nombre de comparaisons augmente plus rapidement que le nombre de crit` eres.

- Le choix d’´ echelle de 1 ` a 9 n’est pas justifi´ e math´ ematiquement.[25]

2.3.2 Technique pour l’ordre de Pr´ ef´ erence par similarit´ e de Solu- tion Id´ eale (TOPSIS)

La m´ ethode TOPSIS est propos´ ee par Yoon et Hwang, 1981. L’objectif de cette m´ ethode est de choisir une alternative, parmi un ensemble d’alternatives, qui a d ?une part, la plus courte distance ` a l’alternative id´ eale (la meilleure alternative sur tous les crit` eres), et, d’autre part, qui a la plus grande distance ` a l’alternative n´ egative id´ eale (celle qui d´ egrade tous les crit` eres). Pour cela, la m´ ethode TOPSIS vise, dans un premier temps,

`

a r´ eduire le nombre de sc´ enarios de d´ es ambigu¨ısation en ´ ecartant les sc´ enarios domin´ es

et, en deuxi` eme temps, ` a classer les sc´ enarios efficaces selon leurs scores globaux calcul´ es.[26]

2.3.2.1 Les ´ etape de TOPSIS

• Etape 1 : ´ Normaliser les performances.

• Etape 2 : ´ Calculer le produit des performances normalis´ ees par les coefficients d’impor- tance relative des attributs.

• Etape 3 : ´ D´ eterminer les profils id´ eal et anti-id´ eal.

• Etape 4 : ´ Calculer la distance euclidienne par rapport aux profils id´ eal et anti-id´ eal.

• Etape 5 : ´ :Calculer un coefficient de mesure du rapprochement au profil id´ eal.

• Etape 6 : ´ 6 :Ranger les actions en fonction des valeurs d´ ecroissantes.

La m´ ethode TOPSIS permet d’ordonner les actions. Son grand apport est l’introduction des notions d’id´ eal et d’anti-id´ eal. Elle est facile ` a appliquer. En outre, elle est sensible ` a la vo- lont´ e du d´ ecideur.

Toutefois, certaines limites caract´ erisent cette m´ ethode : les attributs doivent ˆ etre de nature cardinale, les pr´ ef´ erences sont fix´ ees a priori. Par ailleurs, si toutes les actions sont mauvaises, la m´ ethode propose la meilleure action parmi les mauvaises.

La m´ ethode TOPSIS est partiellement compensatoire.[27]

2.3.3 La m´ ethode MAVT : Multiple Attribute Value Theory

2.3.3.1 Principe de la m´ ethode

La m´ ethode MAVT repose sur l’id´ ee fondamentale suivante : tout d´ ecideur essaie inconsciemment (ou implicitement) de maximiser une fonction V = V [g1, ..., gn] qui agr` ege tous les attributs. La particularit´ e de la m´ ethode MAVT r´ eside dans l’id´ ee de construction d’une fonction de valeur partielle pour chaque attribut.

La meilleure action sur un attribut aura une valeur partielle (par rapport ` a l’attribut ´ etudi´ e)

´

egale ` a 1 et la pire des actions aura une valeur partielle ´ egale 0. En posant des questions au d´ ecideur, nous construisons les fonctions de valeur partielle. Nous construisons ensuite, et ce en fonction des caract´ eristiques des pr´ ef´ erences du d´ ecideur, la fonction de valeur V.

La m´ ethode MAVT s’applique dans un contexte caract´ eris´ e par un ensemble d’actions explicite, une articulation a priori des pr´ ef´ erences et un univers d´ eterministe (les ´ evaluations des actions par rapport ` a chaque attribut sont certaines)[28].

2.3.3.2 Les ´ etape de la m´ ethode

• Etape 1 : Evaluer chacune des actions selon chaque crit` ´ ere (construire la matrice de d´ ecision : tableau multicrit` ere).

• Etape 2 : Construire des fonctions de valeur partielle pour chaque crit` ere (traduire le tableau multicrit` ere en utilisant les valeurs). Une synth` ese des plusieurs m´ ethodes de construction des fonctions de valeur partielle a ´ et´ e pr´ esent´ ee dans .

• Etape 3 : Etablir les poids des crit` ´ eres.

• Etape 4 :Calculer l’´ evaluation globale pour chaque action en utilisant une forme d’agr´ egation appropri´ ee.

• Etape 5 :D´ eterminer la meilleure action.

• Etape 6 :Faire des analyses de sensibilit´ e[29].

La m´ ethode MAVT est une proc´ edure tr` es exigeante de point de vue informationnel.

Par ailleurs, la construction des fonctions de valeur n ?est pas toujours une tˆ ache ´ evidente.

La m´ ethode MAVT exige une articulation a-priori des pr´ ef´ erences, et une ´ evaluation des actions sur des ´ echelles cardinales (on utilise les loteries pour d´ eterminer les fonctions de valeur)[30].

2.3.4 La m´ ethode MAUT : Multiple Attribute Utility Theory

2.3.4.1 Principe de la m´ ethode

La m´ ethode MAUT repose sur la mˆ eme id´ ee que la m´ ethode MAVT. En revanche, elle s’applique dans le cas o` u les ´ evaluations des actions par rapport aux attributs sont impr´ egn´ ees d’incertitude (al´ eatoire). A ce moment, on parle de fonction d’utilit´ e et non plus de fonction de valeur.

La m´ ethode MAUT s’applique alors dans un contexte caract´ eris´ e par un ensemble d’actions explicite (fini), une articulation a priori des pr´ ef´ erences, et un univers incertain (les

´

evaluations des actions par rapport ` a chaque attribut sont incertaines).[30]

2.3.4.2 Les ´ etape de la m´ ethode

La m´ ethode MAUT exige les mˆ emes ´ etapes que la m´ ethode MAVT. la m´ ethode MAUT est tr` es exigeante d’un point de vue informationnel. Les fonctions d’utilit´ e sont difficiles ` a concevoir. En outre, MAUT exige plusieurs v´ erifications telles que l’ind´ ependance mutuelle au sens de l’utilit´ e.

2.3.5 La m´ ethode UTA : Utility Theory Additive

2.3.5.1 Principe de la m´ ethode

Cette m´ ethode se base sur l’id´ ee suivante : nous supposons que le d´ ecideur connaˆıt bien un sous ensemble d’actions A ⁰ (A ⁰ ⊂ A). Nous cherchons ` a estimer la fonction d’utilit´ e (ayant une forme additive) en s’approchant le plus possible des jugements port´ es par le d´ ecideur sur le sous-ensemble A ⁰ . Pour ce faire, on s´ electionne un sous-ensemble A ⁰ (A ⁰ ⊂ A) d’actions que le d´ ecideur connaˆıt bien et on demande ensuite au d´ ecideur de :

√ Classer les actions de A’.

√ Donner les crit` eres significatifs 1,2,..j,..n.

√ Donner les ´ evaluations des actions de A’ par rapport aux crit` eres 1,2,..,j, ...n (matrice des jugements).

On proc` ede apr` es ` a un ajustement appel´ e

r´ egression ordinale

: cette ´ etape consiste ` a d´ eterminer la fonction d’utilit´ e totale qui colle le mieux avec les donn´ ees (classement des actions et la matrice des jugements) [31].

2.3.5.2 Les ´ etape de la m´ ethode

• Etape 1 : ´ D´ eterminer les ´ evaluations extrˆ emes.

• Etape 2 : ´ Ecrire la contrainte de normalisation des poids . ´

• Etape 3 : ´ Diviser , l’intervalle des ´ evaluation extrˆ emes en intervalles not´ es .

• Etape 4 : ´ Appliquer la transformation .Ce qui revient ` a dire que les fonctions d’utilit´ e partielle sont monotones.

• Etape 5 : ´ D´ eterminer les valeurs u’j(ej), on effectue des interpolations lin´ eaires entre ces points.

• Etape 6 : ´ Formuler le probl` eme sous la forme d’un programme lin´ eaire.

• Etape 7 : ´ R´ esoudre le programme lin´ eaire.

La m´ ethode UTA utilise la mˆ eme base axiomatique que la m´ ethode MAUT. Toutefois, elle ne cherche pas ` a fixer directement les fonctions d’utilit´ e partielles comme dans MAUT.

Dans UTA, les fonctions d’utilit´ e partielles d´ ecoulent toutes ` a la fois de la pr´ ef´ erence globale exprim´ ee par le d´ ecideur.

On assiste donc ` a une sorte de d´ esagr´ egation de la fonction d’utilit´ e totale en des utilit´ es partielles. La m´ ethode UTA exige des donn´ ees cardinales, une articulation a-priori des pr´ ef´ erences, une famille de vrai-crit` eres. Par ailleurs, UTA exige l’ind´ ependance au sens des pr´ ef´ erences. UTA est un m´ ethode compensatoire[31].

2.3.6 La m´ ethode EVAluation of MIXedCriteria EVAMIX

2.3.6.1 Principe de la m´ ethode

La m´ ethode EVAMIX traite les ´ evaluations ordinales et cardinales. Afin d’´ evaluer une

action par rapport ` a une autre, on calcule deux indices de dominance, le premier pour

les ´ evaluations ordinales et le second pour les ´ evaluations cardinales. Ces deux indices

sont par la suite normalis´ es puis combin´ es pour donner une mesure globale de la domi-

nance. Enfin, un score global par action est calcul´ e, ce qui permettra de classer les actions.[32]

2.3.6.2 Les ´ etape de la m´ ethode

• Etape 1 : ´ Calculer les indices de dominance.

• Etape 2 : ´ Normaliser les indices.

• Etape 3 : ´ Calculer la dominance globale. C’est la somme pond´ er´ ee des indices de dominance normalis´ es.

• Etape 4 : ´ Calculer le score global.

La m´ ethode EVAMIX est facile ` a mettre en oeuvre. Par ailleurs, elle a l’avantage de traiter les ´ evaluations ordinales et cardinales. La m´ ethode EVAMIX exige une articulation a-priori des pr´ ef´ erences , EVAMIX est une m´ ethode partiellement compensatoire.

2.4 Les m´ ethodes de l’approche de surclassement de synth` ese

2.4.1 La m´ ethode PROMETHEE

La m´ ethode PROMETHEE (Preference Ranking Organisation M´ ethode for Enrichement Evaluation) a ´ et´ e propos´ ee pour la premi` ere fois en 1982 par Jean Pierre Brans. Elle fait partie de la famille des m´ ethodes de surclassement value, pour lequel deux traitements math´ ematiques particuliers sont propos´ es : le premier permet de ranger les actions en un pr´ eordre partiel et qui m` ene ` a l’incomparabilit´ e (m´ ethode PROMETHEE I), le second permet de ranger les actions potentielles selon un pr´ eordre total (m´ ethode PROMETHEE II).

2.4.1.1 Le principe de la m´ ethode PROMETHE

Le principe de cette m´ ethode consiste ` a ´ etablir un processus de comparaison num´ erique de chaque action par rapport ` a toutes les autres actions. Ainsi il est possible de calculer le plus (m´ erite) ou le moins (d´ em´ erite) de chaque action par rapport ` a toutes les autres. Le r´ esultat de cette comparaison permet le classement ordonn´ e des actions)[33].

2.4.1.2 Les trois phases de la m´ ethode PROMETHEE

La mise en oeuvre de la m´ ethode peut ˆ etre ramen´ ee ` a l’ex´ ecution des trois ´ etapes suivantes :

1-Choix de crit` ere g´ en´ eralis´ es

A chaque crit` ere C1, C2,..., Cn sera associ´ e un crit` ere g´ en´ eralis´ e choisi sur base d’une fonction de pr´ ef´ erence.

2-D´ etermination d’une relation de surclassement Dans une deuxi` eme phase, il

convient de d´ eterminer une relation de surclassement par le biais d’un indice de pr´ ef´ erence

(par exemple l’´ ecart maximum entre 2 action ) qui quantifiera les pr´ ef´ erence du d´ ecideur . 3-Evaluation des pr´ ef´ erences L’´ evaluation de la pr´ ef´ erence du d´ ecideur par la prise en compte des flux entrant et sortant[34].

2.4.1.3 Avantages de la m´ ethode PROMETHEE

- L’introduction de six fonctions de pr´ ef´ erence diff´ erentes dans un seul et mˆ eme processus ; il s’agit d’une extension de crit` ere mais de fa¸con bien formalis´ ee.

- Cette m´ ethode est parvenue ` a int´ egrer de fa¸con simple les d´ eveloppements r´ ecents dans la mod´ elisation des pr´ ef´ erences.

- PROMETHEE, quoique d´ epourvue d’une base math´ ematique, a essay´ e de combler ce manque en proc´ edant par la syst´ ematisation de la fonction de pr´ ef´ erence. En effet, le d´ ecideur, ayant ` a choisir la forme de la fonction de pr´ ef´ erence parmi six formes, se sentirait plutˆ ot rassur´ e.

- La simplicit´ e de PROMETHEE la place sur une bonne position pour ˆ etre utilis´ ee si on cherche ` a ranger des actions potentielles.

2.4.1.4 Inconv´ enients de la m´ ethode PROMETHEE

- En tant que m´ ethode de sur classement de type rangement, PROMETHEE permet de ranger les actions mais ne permet pas de rendre compte des diff´ erences quantitatives relatives ` a ces actions.

- Le fait de prendre des seuils d’indiff´ erence et de pr´ ef´ erence constants peut ˆ etre consid´ er´ e comme une restriction.

La m´ ethode PROMETHEE manque de fondements th´ eoriques qui permettraient d’introduire les poids des crit` eres [25].

2.4.2 La m´ ethode Electre

Cette m´ ethode est bas´ ees sur des comparaisons d’actions deux ` a deux. Celles-ci de- mandent peu d’information pour pouvoir ˆ etre impl´ ement´ ee, de plus cette information est facilement accessible au d´ ecideur, elle fournit donc des r´ esultats solides [35].

2.4.2.1 La m´ ethode Electre I

Rel` eve de la probl´ ematique de choix (P α). Sa mani` ere d’´ etablir le surclassement d’une action par rapport ` a une autre repose sur :

1- une condition de concordance : condition imposant qu’une majorit´ e des crit` eres se

d´ egagent en faveur de l’action surclassant.

2- une condition de non-discordance : condition imposant qu’il n’existe pas une trop forte pression, dans un des crit` eres de la minorit´ e, en faveur du surclassement inverse.

La m´ ethode Electre I vise ` a obtenir une partition de A en deux sous-ensembles N et A. N est appel´ e le noyau du graphe de surclassement : c’est le si` ege des actions non surclass´ ees.

la meilleure action est contenue dans N.

2.4.2.1.1 Les avantages de La m´ ethode Electre I Elle a l’avantage d’introduire la notion de noyau qui permet de restreindre le domaine de l’´ etude pour s’int´ eresser uniquement aux meilleures actions.

Toutefois, la m´ ethode Electre I exige de traduire les performances des actions en notes, ce qui suscite une gˆ ene chez certains utilisateurs qui y voient une perte de maˆıtrise de leurs donn´ ees [36].

2.4.2.2 La m´ ethode Electre II

Elle rel` eve de la probl´ ematique de rangement (P γ) : elle vise ` a ranger les actions de la meilleure ` a la moins bonne.

Cette m´ ethode utilise le mˆ eme indice de concordance qu’Electre I. Toutefois, on associe trois seuils ` a cet indice (0.5 < c3 < c2 < c1 6 1). L’indice de discordance ne change pas non plus dans sa d´ efinition (Electre I), mais on le calcule pour chaque crit` ere discordant, et on lui donne 2 seuils (2 seuils par crit` ere : 0 < dj 1 < dj2 < Ej).

La m´ ethode Electre II introduit une nouveaut´ e fondamentale : elle permet de distinguer des surclassements forts et des surclassements faibles [37].

2.4.2.2.1 les avantages La m´ ethode Electre II Demeure parmi les plus connues et les plus utilis´ ees des m´ ethodes Electre.

Dans certains cas, il s’av` ere difficile de d´ eterminer le pr´ eordre partiel P car les rangs des actions bougent beaucoup entre le classement direct et le classement inverse. Dans ces circonstances, il vaut mieux revoir les seuils.

La m´ ethode Electre II exige des ´ evaluations cardinales et une articulation apriori des pr´ ef´ erences. Electre II est une m´ ethode partiellement compensatoire [38].

2.4.2.3 La m´ ethode Electre III

Elle rel` eve de la probl´ ematique de rangement (P γ). Son originalit´ e r´ eside dans le

caract` ere flou de la relation de surclassement. Pour chaque couple d’actions (ai ,ak), on

d´ etermine un degr´ e de cr´ edibilit´ e du surclassement S(ai , ak). Ce degr´ e est compris entre 0

et 1 et il est d’autant plus grand que la solidit´ e du surclassement de ai sur ak est importante.

Elle se distingue des m´ ethodes Electre I et II par l’exploitation de pseudo-crit` eres : on peut alors se trouver dans une situation d’indiff´ erence, de pr´ ef´ erence faible ou de pr´ ef´ erence stricte lors de la comparaison des ´ ecarts de pr´ ef´ erence de deux actions selon un crit` ere. [39]

2.4.2.3.1 Les avantages de La m´ ethode Electre III La m´ ethode Electre III est beaucoup plus sophistiqu´ ee que Electre II : elle exige un grand nombre de param` etres techniques.

Electre III a le m´ erite d’int´ egrer des pseudo-crit` eres, ce qui est plus proche du raisonnement humain. Cette mani` ere de mod´ eliser les pr´ ef´ erences a exig´ e d’utiliser le flou dans la m´ ethode.

Electre III a ´ et´ e jug´ ee trop complexe et parfois difficile ` a interpr´ eter [40].

2.4.2.4 La m´ ethode Electre IV

La m´ ethode Electre IV rel` eve de la probl´ ematique de rangement (P γ). Elle se caract´ erise par l’abandon des crit` eres (on n’a pas besoin d’introduire des pond´ erations pour les crit` eres).

Elle se base sur une famille de pseudo-crit` eres ; ainsi, des seuils et des surclassements flous (Pour chaque crit` ere j, on d´ efinit le seuil d’indiff´ erence qj, le seuil de pr´ ef´ erence pj et le seuil de v´ eto vj).

Dans Electre IV, on ´ evalue chaque paire d’actions selon chaque crit` ere sans avoir ` a d´ eterminer un indice de concordance ou un indice de discordance [41].

2.4.2.4.1 Les avantages de la m´ ethode ELECTRE IV Dans certains probl` emes de d´ ecision, il s’av` ere tr` es difficile de d´ eterminer des poids pour les crit` eres. La m´ ethode Electre IV a l’avantage d’´ eviter ce probl` eme.

Elle a aussi l’avantage de traiter des pseudo-crit` eres ce qui traduit mieux la r´ ealit´ e.

La m´ ethode Electre IV est facile ` a exploiter, toutefois, elle exige un grand nombre de param` etres techniques [42].

2.4.2.5 La m´ ethode ELECTRE Is

La m´ ethode Electre Is est tr` es similaire ` a la m´ ethode Electre I sauf qu’elle s’applique dans

le cas o` u le probl` eme porte sur des pseudo-crit` eres. L’exploitation de la m´ ethode Electre Is

conduit ` a la d´ etermination d’un noyau. On emploie toujours un indice de concordance mais

cette fois appliqu´ e ` a un crit` ere ` a seuil.