12ème journée du GT OR
Onglets principaux
Intitulé:
Optimisation dans les réseaux hydrauliques
Date:
Vendredi, 20 Octobre, 2023
La douzième journée thématique du groupe de travail "Optimisation dans les réseaux" du GDR-ROD organisée conjointement avec la société Veolia aura lieu le vendredi 20 Octobre 2023 au LIP6.
Thème de la journée : Optimisation dans les réseaux hydrauliques
Lieu : LIP6, salle 105 couloir 25-26
Campus Pierre et Marie Curie - Sorbonne Université
4 place Jussieu 75252 Paris Cedex 05
L'inscription est gratuite mais obligatoire (voir l'onglet Register ci-dessus).
Programme prévisionnel de la journée
8h30-9h : Accueil des participants
9h-9h10 : Introduction à la journée
9h10-10h : Les enjeux de l’optimisation mathématique des réseaux d’eau (lien pdf)
Damien CHENU, Veolia Recherche et Innovation
Les opportunités d’optimisation des réseaux d’eau potable et des eaux usées sont diverses. Optimisation du design, de la sectorisation et de la qualité de l’infrastructure. Aussi l’optimisation de la performance opérationnelle, énergétique et de la défense incendie. Entre autres, les possibilités d’amélioration sont nombreuses. En introduction de la journée sur l’optimisation dans les réseaux hydrauliques, nous présenterons le fonctionnement des réseaux d’eau avec la diversité des éléments qui le constituent et les enjeux de l’optimisation mathématique dans ce domaine.
10h-10h30 : Réseaux d'eau potable : Optimisation mathématique pour améliorer la performance opérationnelle. (lien pdf)
Alexandre BAYLE & Claire SABLAYROLLES, Seureca Veolia
10h30 - 11h : Pause café
11h-11h30 : Deep reinforcement learning for the optimization of pump scheduling in water distribution networks. (lien pdf)
Laurent VERCOUTER, INSA de Rouen
11h30-12h : Combining Deep Learning and Variable Splitting for Pump Scheduling. (lien pdf)
Amirhossein TAVAKOLI, CMA, Mines Paris/PSL
The pump scheduling problem can be modeled as a mixed integer nonlinear program (MINLP) including: time dependent-constraints induced by the storage, nonconvex physical relations and discrete control variables. With a view to compute strictly feasible solutions with a reasonable effort, we present an alternating direction method to enforce a state/control variable split, and design a deep-learning model to build the starting points. We also introduce a scaling technique, allowing us to handle fine time-resolution, hence large-scale instances, for which no training set is ever provided.
12h-12h30 : Approche multiobjectif pour la sectorisation de grands réseaux de distribution d'eau potable. (lien pdf)
Pierre MANDEL, Veolia Eau d’Ile-de-France
Sectoriser un réseau consiste à le subdiviser en zones interdépendantes (secteurs) et à l’équiper de débitmètres pour comptabiliser les volumes d’eau transitant entre secteurs. Deux problèmes doivent donc être traités : identifier les secteurs puis les isoler en déterminant les conduites à fermer et celles à équiper de débitmètres (respectivement problème n°1 et problème n°2). Si l’objectif principal de la sectorisation est, grâce à des bilans volumiques, de détecter plus finement les fuites, de nombreux enjeux, à commencer par la sécurité d’alimentation des abonnés, doivent aussi être considérés.
De nombreuses études ont été consacrées au problème de la sectorisation de réseaux de distribution d’eau. La plupart des auteurs abordent le problème n°1 en considérant des méthodes issues de la théorie des graphes : parcours de graphes, détection de communautés, algorithmes fondés sur la modularité, partitionnement multi-niveaux, partitionnement spectral. Le problème n°2 est généralement traité par des heuristiques ou des méta-heuristiques, par exemple des algorithmes évolutionnaires. Les études publiées diffèrent pourtant dans la formulation des objectifs et contraintes et dans le traitement des deux problèmes, qui peuvent être couplés ou scindés.
Cette étude présente une méthode combinant des algorithmes issus de la théorie des graphes avec un algorithme génétique multi-objectif traitant le problème n°1. Le problème n°2 est résolu par programmation linéaire. L’approche générale est celle d’une programmation biniveau où le problème n°1 est considéré comme maître et le problème n°2 est esclave.
12h30-14h : Buffet déjeuner offert
14h-14h30 : Réseaux d'assainissement : Optimisation mathématique pour garantir la performance opérationnelle. (lien pdf)
Aziza EL OUATI & Khalid EL GHAZOULI, Veolia
14h30-15h30 : Monotropic Bilevel Programming: duality in hydraulic network optimization. (lien pdf)
Sophie DEMASSEY, CMA, Mines Paris/PSL
In this presentation, we review some Rockafellar's results on nonlinear flow networks and monotropic programming and their application in the context of hydraulic networks.
We then formulate the optimization problems for design and operation as monotropic bilevel programs and show ways to exploit the strong duality reformulations.
15h30-16h : Pause café
16h-17h : A short tutorial on methods for mixed integer non linear programming. (lien pdf)
Claudia D'AMBROSIO, LIX, Ecole Polytechnique/IP de Paris