Optimisation du transport du gaz par canalisation.

Dédicaces

Je dédie ce modeste travail à :

Ma chère mère, pour ses sacrifices depuis qu'elle m'a mis au monde,
et qui n'a pas cessé de prier pour moi et de m'encourager,
et qui a su m'entourer de toute son affection et son amour,
que Dieu me la garde.

Mon très cher père, qui a veillé, tout au long de
ma vie, à ce que je n'eusse besoin de rien, que Dieu le protège.

A mon frère Abes, mes soeurs : Hadjer, Manel, Asma et son fils Anis.

A mon binôme Soumia, qui avec sa patience a tant donné pour que nous achevions ce travail dans les meilleur conditions, ainsi que toute sa famille.

A tous mes chers amis.

A tous mes camarades de la promotion sortante 2015,
et a tous ceux qui me sont chers.

Soumaya

Table des matières

Introduction générale

1	Présentation de la SONATRACH				14
	1.1		Introduction		14
	1.2		Historique		14
	1.3		Description du groupe pétrolier SONATRACH		15
	1.4		Organisation de la SONATRACH		16
			1.4.1 Structures opérationnelles		16
			1.4.2 Structures fonctionnelles		17
	1.5		Organigramme de la SONATRACH		18
	1.6		Présentation de l'activité Transport par canalisation TRC		19
			1.6.1 Missions de l'activités de TRC		19
			1.6.2 Le transport au sein de la chaîne hydrocarbures		20
			1.6.3 Organigramme de l'Activité TRC		21
			1.6.4 Patrimoine de l'Activité TRC		22
			1.6.5 Quantités livrées		22
2	Définitions et généralités				23
	2.1		Introduction		23
	2.2		Généralités sur les hydrocarbures		23
			2.2.1 Gaz naturel		23
	2.3		Description d'un réseau de transport du gaz		25
			2.3.1 Les gazoducs		25
			2.3.2 Terminal de départ et d'arrivée		27
				2.3.3 La station de compression: un maillon essentiel du transport		27
				2.3.4 Les compresseurs		29
		2.4		Calculs hydrauliques : Définitions		31
3		Problématique et Modélisation				33
		3.1		Introduction		33
		3.2		Position du problème		33
		3.3		Étude de l'existant		34
		3.4		Modélisation du problème		35
		3.5		Approche de modélisation		36
		3.6		Données et paramètres du problème		36
				3.6.1 Données du problème		36
				3.6.2 Définition des paramètres du problème		38
				3.6.3 Modélisation des courbes caractéristiques des compresseurs		43
				3.6.4 Estimation des valeurs de la hauteur adiabatique et du rendement
				adiabatique		45
		3.7		Formulation mathématique du problème		50
				3.7.1 Les hypothèses du problème		50
				3.7.2 Définition des données		51
				3.7.3 Paramètres du modèle		51
				3.7.4 Contraintes		52
				3.7.5 L'objectif		55
				3.7.6 Evaluation du modèle		57
		3.8		L'état de l'art		59
				3.8.1 Introduction		59
				3.8.2 Les différentes approches de modélisation et de résolution de "Gaz
				Pipeline Fuel Consumption Minimisation Problem (GPFCMP)" . . . .		59
4		Méthode de résolution				62
		4.1		Introduction		62
		4.2		La programmation non linéaire mixte en nombres entiers		63

4.2.1 Qu'est ce qu'un programme MINLP ? 63

4.2.2 Technique de résolution 64

4.3 Les méthodes approchées 65

4.3.1 Les heuristiques classiques 65

4.3.2 Les métaheuristiques 67

4.4 Le recuit simulé 68

4.4.1 Présentation 68

4.4.2 L'analogie entre le recuit physique et le recuit simulé 69

4.4.3 Paramètres opérationnelles 69

4.4.4 Principe de RS : 70

4.4.5 Algorithme général du Recuit simulé 71

4.5 Les algorithmes génétiques 72

4.5.1 Présentation 72

4.5.2 L'analogie entre la génétique biologique et algorithme génétiques . 72

4.5.3 Le principe d'un algorithme génétique 73

4.6 Schéma des méthodes approchées 78

4.7 Démarches Hybrides 78

5 Résolution du problème 80

5.1 Adaptation d'une heuristique au problème 80

5.1.1 Principe de l'heuristique 80

5.1.2 Procédure de l'heuristique 81

5.1.3 Organigramme de l'heuristique 84

5.2 Adaptation des algorithmes génétiques au problème 85

5.2.1 Codage des données 85

5.2.2 Population initiale 85

5.2.3 Évaluation 86

5.2.4 Sélection 86

5.2.5 Croisement 86

5.2.6 Mutation 89

5.3 Heuristique de réparation 91

	5.4	5.3.1 Organigramme de l'adaptation des AG au problème Adaptation du recuit simulé au problème	92 93
		5.4.1 Initialisation	93
		5.4.2 Paramètres opérationnelles	93
		5.4.3 Voisinage	93
		5.4.4 Principales étapes	93
		5.4.5 Organigramme d'adaptation de recuit simulé au problème	95
6	Description informatique		96
	6.1	Introduction	96
	6.2	C'est quoi le Delphi?	96
	6.3	Présentation de l'application	97
		6.3.1 Description de l'application	97
		6.3.2 Utilisation de l'application	97
	6.4	Résultats de l'application	112
		6.4.1 Comparaison des résultats obtenus avec les données réelles	117

Conclusion générale Bibliographie Annexe