Réponse à l`APR GICC 2012 – Projet GEPET-Eau - GIP

APR 2012 – GICC Projet GEPET-Eau 1
Réponse à l’APR GICC 2012 – Projet GEPET-Eau
A) RÉCAPITULATIF DU PROJET
Titre du projet : GEPET-Eau (Gestion Efficiente Prédictive ET adaptative de la ressource en Eau des
voies navigables dans un contexte de changement climatique)
- Mots-clés (5 à 10) : Gestion prédictive et adaptative, Changement Climatique, Voies Navigables,
Vulnérabilité, Résilience
- Thème(s) de l'APR concerné(s):Axe 1 – Approche intégrée, & Axe 2 – Approche territoriale
Responsable/Coordinateur scientifique :
Eric Duviella
Enseignant-Chercheur
Centre commun Armines - Ecole des Mines de Douai (EMD)
Département Informatique et Automatique
941, Rue Charles Bourseul, BP 10838
59508 Douai cedex
Tel : [phone], Fax [phone]
Courriel : [email protected]
- Organisme (s) / Laboratoire (s) impliqué (s) dans le projet :
URIA - Centre commun Armines -EMD
Contact : Eric Duviella, [email protected], [phone]
Département Informatique et Automatique
941, Rue Charles Bourseul, BP 10838
59508 Douai cedex
VNF 59/62. Direction régionale de Voies Navigables de France
Contact : Karine Chuquet, [email protected], [phone]
Statut Public
37 rue du Plat BP 725
59034 Lille Cedex
DREAL Nord-Pas de Calais (partenaire associé)
Contact : Manuel Philippe, Manuel.PHILI[email protected],
[phone]
Statut Public
Division risques naturels, hydrauliques et miniers - Chef prévision crues
44, rue de Tournai
59019 Lille Cedex
SAC – Université Polytechnique de Catalogne (UPC) (partenaire associé)
Contact : Vicenç Puig, [email protected], [phone]
Statut Public
Jordi Girona, 31
08034 Barcelone, Espagne

APR 2012 – GICC Projet GEPET-Eau 2
- Organisme (s) gestionnaire (s) des crédits
ARMINES – Centre de Douai ; France ; URIA
Contact : Philippe Perceval, [email protected], [phone]
Statut Privé
60, Boulevard Saint Michel
75272 Paris Cedex 6
- Coût prévisionnel total (HT) : 447 213 €
- Montant de l’aide demandée (HT) : 223 177 € (50 %)
- Cofinancements assurés et/ou prévus (HT) (y compris autres que nationaux) : -
- Durée : 36 Mois

APR 2012 – GICC Projet GEPET-Eau 3
Résumé du projet de recherche et résultats attendus en termes de gestion environnementale (1
page maximum)
Le projet GEPET-Eau contribue à répondre aux objectifs du Plan National d’Adaptation au
Changement Climatique, par la proposition de stratégies de gestion prédictives et adaptatives des
Voies Navigables, et plus généralement de la ressource en eau au sein de différents bassins versants.
Ces stratégies ont pour buts, d’une part, de garantir les conditions de navigabilité permettant un
accroissement de l’utilisation des réseaux de navigation fluviale comme alternative au transport
terrestre, et d’autre part, d’améliorer l’efficience de la gestion de la ressource en eau. Les retombées
économiques et de service pour VNF, ainsi que socio-économiques pour les collectivités territoriales,
seront attendues à l’issue de ce projet.
Le principal objectif du projet GEPET-Eau est de proposer une architecture de conduite intégrant des
stratégies de gestion prédictives et adaptatives pour la gestion du bief Cuinchy-Fontinette (BCF),
dans un contexte de changement climatique. Le BCF situé dans la région Nord-Pas de Calais sera
particulièrement étudié car il occupe un emplacement stratégique pour la navigation et la gestion de
la ressource en eau de deux des principaux bassins versants de cette région. De plus, le BCF
bénéficie de la politique de modernisation entreprise depuis plusieurs années par le gestionnaire. La
prise en compte du contexte de changement climatique s’appuiera sur les études sur l’impact du
changement climatique déjà réalisées. Un modèle précis de la dynamique du BCF, ainsi que son
intégration au sein de bassins versants, est requis afin d’étudier la résilience du BCF, c'est-à-dire sa
capacité à résister à des conditions exceptionnelles. Un accent particulier sera mis sur la proposition
d’une démarche de modélisation de type boîte-noire permettant de lever les hypothèses
simplificatrices nécessaires à l’utilisation des méthodes de modélisation usuelles. Ce modèle
permettra d’étudier les événements critiques, conséquences du changement climatique, en suivant
des protocoles de simulation. En parallèle, des stratégies de gestion seront définies et testées en
considérant ces événements exceptionnels afin d’améliorer la résilience du BCF. Une dimension
prédictive sera être apportée aux stratégies de gestion afin d’améliorer l’adaptation des règles de
gestion aux conséquences du changement climatique. Pour cela, une architecture de conduite basée
sur des outils de supervision et de pronostic devra être développée. L’ensemble des stratégies
prédictives regroupées dans cette architecture de conduite formera un outil d’aide à la décision qui
pourra être à terme déployé au niveau des cellules de gestion opérationnelle de VNF.
La réalisation du projet GEPET-Eau s’articulera autour de 6 tâches. Les travaux sur l’impact du
changement climatique à l’échelle de bassins versants et sur les voies navigables seront étudiés dans
la tâche T1. La tâche T2 consistera à proposer une démarche de modélisation générique conduisant à
un modèle pertinent et réaliste du BCF et de ses interactions avec les bassins versants. Dans la tâche
T3, ce modèle sera utilisé afin de reproduire par simulation le comportement dynamique du BCF lors
d’événements critiques et d’étudier sa résilience. La tâche T4 consistera à proposer une architecture
de conduite regroupant des stratégies de gestion prédictive et adaptatives conduisant à une meilleure
résilience du BCF. Un protocole de simulation et de validation ainsi qu’une plateforme de
démonstration intégrant les stratégies proposées seront déployés lors de la tâche T5. Finalement, la
tâche T6 permettra de réaliser un retour d’expérience après l’expérimentation des stratégies
proposées, de définir les bases d’un outil d’aide à la décision plus générique qui pourra être mis en
œuvre pour d’autres voies navigables.
Le projet GEPET-Eau est porté par l’URIA du Centre Commun Armines EMD, avec comme
partenaire principal VNF 59/62. Un partenaire associé est la DREAL Nord-Pas de Calais dont le rôle
sera de suivre le déroulement du projet et d’apporter son expertise sur la gestion de la ressource en
eau et des risques environnementaux. Un autre partenaire associé est le laboratoire de recherche SAC
de l’UPC de Barcelone. Ce partenaire associé apportera également, son expertise dans le domaine de
la modélisation et de la conduite des systèmes hydrauliques. Le projet GEPET-Eau permettra de
renforcer la collaboration entre les différents partenaires et le travail déjà initié sur la gestion de la
ressource en eau et des Voies Navigables dans un contexte de changement climatique.

APR 2012 – GICC Projet GEPET-Eau 4
B) DESCRIPTIF DU PROJET (15 pages maximum)
Montant de l’aide (TTC) demandé au programme GICC
Coût
Budget Demandé
Personnel Permanent
statut et quantité
6 mois Ingénieurs Senior
7 mois Ingénieurs Junior
12 mois Ingénieurs Sénior
3 mois Expert
68 836,82 €
51 347,69 €
137 673,65 €
30 567,70 €
* 55 069,46 €
* 41 078,15 €
Personnel à recruter
statut et quantité
18 mois post-doc
132 036,74 €
* 105 629,39 €
Equipement
Désignation
Logiciels et plateforme
Consommable
2 140 €
3 210 €
* 1 712,00€
* 2 568,00 €
Frais de missions
Désignation
Déplacement + conférences +
Journée de travail
21 400 €
* 17 120,00 €
Total
447 213 €
* 223 177,00 €
Total coût complet
Aide demandée
Taux de subvention
447 213 €
* 223 177 €
50 %
* 80 % de l’assiette globale des dépenses éligibles.
Les partenaires associés ne demandent pas de subvention.
Partenaire
EMD-URIA
Coût
Budget
Demandé
Personnel Permanent
statut et
quantité
6 mois Ingénieurs Senior – RDI
7 mois Ingénieurs Junior - Recherche
12 mois Ingénieurs Sénior - Recherche
68 836,82 €
51 347,69 €
137 673,65 €
* 55 069,46 €
* 41 078,15 €
Dépenses Personnel à
recruter
statut et
quantité
18 mois Post-Doc
132 036,74 €
* 105 629,39 €
Equipement
Désignation :
Logiciels et plateforme
Consommable
2 140 €
3 210 €
* 1 712,00€
* 2 568,00 €
Frais de missions
Désignation
Déplacement
Conférences
Programme de Mobilité
Journée de Travail
1 070 €
12 840 €
5 350 €
2 140 €
* 17 120,00 €
Total
416 645 €
* 223 177,00 €
Total coût complet
Aide demandée *
Taux de subvention
416 645 €
* 223 177 €
54 %
* 80 % de l’assiette globale des dépenses éligibles
Partenaire
VNF
Coût
Budget Demandé
Personnel
Permanent
statut et quantité
3 mois Expert - VNF
30 567,70 €
Total
30 567,70 €
€
Total coût complet
Aide demandée *
Taux de subvention
30 567,70 €
0 €
0 %

APR 2012 – GICC Projet GEPET-Eau 5
Les personnes impliquées dans le projet :
En plus du contact de chaque partenaire mentionné sur la page 1, à savoir Eric Duviella pour
l’URIA-EMD, Karine Chuquet pour VNF, Manuel Philippe pour la Dreal, et Vicenç Puig pour
l’UPC, les laboratoires de recherche impliqueront dans le projet GEPET-Eau d’autres Enseignant-
Chercheurs et Ingénieurs. Pour l’URIA-EMD, parmi l’ensemble des personnes qui seront amené à
participer à ce projet, seront impliqués Moamar Sayed-Mouchaweh (Professeur à l’EMD), Stéphane
Lecoeuche (Directeur de l’URIA). Eric Duviella travaille depuis plus de 10 ans sur des
problématiques liées à la gestion de l’eau avec une production scientifique conséquente ; telles que
(Duviella et al. 2011), (Duviella et al. 2010) ; et une participation à plusieurs projets transpyrénéens
(Gerhyco et Gerhyco II, de la Communauté de Travail des Pyrénées). Il est à l’initiative des
collaborations de travail avec VNF-59/62, la DREAL, et du programme de mobilité avec l’UPC.
Moamar Sayed-Mouchaweh est spécialiste des approches de supervision et de pronostic, basées sur
des méthodes de reconnaissance des formes, de systèmes complexes avec une contribution
scientifique importante, dont quelques unes des plus récentes (Mazeghrane et al. 2011), (Sayed
Mouchaweh 2010) et (Sayed Mouchaweh 2012). Stéphane Lecoeuche apportera son expertise dans
le domaine de la supervision et du pronostic de systèmes évolutifs complexes, mais également dans
les approches innovantes de modélisation de systèmes complexes par identification, dont quelques
références récentes (Bako et al. 2011), (Chen et al. 2011) et (Bako et Lecoeuche 2011). Pour l’UPC,
sera également impliqué Joaquim Blesa qui participe actuellement à un programme de mobilité avec
l’URIA, et qui travaille depuis plusieurs années sur des problématiques de modélisation, contrôle et
supervision des systèmes hydrauliques à surface libre (Blesa et al. 2010) et (Blesa et al. 2009).
Justifications du projet de recherche :
L'utilisation de réseaux de navigation fluviale comme alternative au transport terrestre offre des
avantages économiques et environnementaux qu’il est souhaitable de promouvoir (Mihic et al 2011,
Mallidis et al 2012). Le réseau européen de voies navigables et des canaux offre un accès vers les
centres urbains et industriels du continent, permettant le transport plus efficace, plus silencieux et
plus sûr de marchandises (Brand et al 2012). Dans ce contexte, la navigation fluviale dans le nord de
l'Europe devra être en mesure d'accueillir des bateaux à grand gabarit dans quelques années, tout en
levant les restrictions sur les plages horaires de navigation. Plusieurs approches et méthodologies ont
été proposées par la communauté scientifique, telles que les recherches sur les outils de recherche
opérationnelle (Dekker et al. 2011) ou des outils permettant de simuler le trafic et la logistique des
bateaux (Almaz et Altiok 2012), afin de permettre d’améliorer la compétitivité de ce mode de
transport plus écologique et plus sûre. Ces outils se basent notamment sur les progrès réalisés sur les
techniques de l’information et de la communication (TIC). Cependant, l’ensemble des méthodes et
outils proposés nécessite que les conditions de navigabilité soient réunies et ce malgré les aléas
climatiques et l’augmentation du trafic. Ceci est d’autant plus vrai dans un contexte de changement
climatique qui induira une augmentation des événements exceptionnels en fréquence et en amplitude.
Ainsi, les gestionnaires de voies navigables doivent assurer le bon fonctionnement de leur réseau et
garantir des conditions de navigabilité, mais également remplir les contraintes de gestion de la
ressource en eau, à l’échelle régionale, voire nationale. En effet, les voies navigables se situent au
cœur des bassins versants et leur gestion impacte directement les territoires. Les voies navigables
peuvent être utilisées pour stocker la ressource en eau, lors de périodes sèches de façon à
l’économiser, et en périodes humides afin de limiter l’impact des inondations.
Les Voies Navigables en France (VNF) ont pour mission la gestion de 6200 km de canaux et de
rivières aménagés principalement pour le transport fluvial. VNF veille également à garantir une
gestion hydraulique efficiente des voies navigables en concertation avec différents acteurs dans le
respect de l’environnement. En effet, de par l’emplacement des voies navigables au cœur des bassins
versants, leur gestion hydraulique a un impact direct et important sur la gestion de la ressource en
eau à l’échelle régionale. C’est la raison pour laquelle VNF entretient une politique de modernisation