Laboratoire Eau Environnement et Systèmes Urbains (Leesu)

Dernières publications

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Small-Size Microplastics in Urban Stormwater Runoff are Efficiently Trapped in a Bioretention Cell
auteur
Kelsey Smyth, Shuyao Tan, Tim van Seters, Johnny Gasperi, Rachid Dris, Jennifer Drake, Elodie Passeport
article
, 2024, ⟨10.1021/acsestwater.4c00037⟩
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Comprehensive analysis of a widely pharmaceutical, furosemide, and its degradation products in aquatic systems: Occurrence, fate, and ecotoxicity
auteur
Fidji Sandré, Régis Moilleron, Christophe Morin, Laure Garrigue-Antar
article
, 2024, 348, pp.123799. ⟨10.1016/j.envpol.2024.123799⟩
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Assessment of two non-invasive techniques for measuring turbulent benthic fluxes in a shallow lake
auteur
Felipe Breton, Guilherme Calabro-Souza, Andreas Lorke, Philippe Dubois, Magali Jodeau, Régis Moilleron, Brigitte Vinçon-Leite, Jiří Jan, Jakub Borovec, Bruno J. Lemaire
article
, 2024, pp.124032. ⟨10.1016/j.envpol.2024.124032⟩
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Time-varying microplastic contributions of a large urban and industrial area to river sediments
auteur
E. Dhivert, J. Pruvost, T. Winiarski, Johnny Gasperi, F. Delor-Jestin, Bruno Tassin, B. Mourier
article
, 2024, 347, pp.123702. ⟨10.1016/j.envpol.2024.123702⟩
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Comparative Microplastic Analysis in Urban Waters Using μ-FTIR And Py-GC-MS: A Case Study in Amsterdam
auteur
Feride Öykü Sefiloglu, Cleo Stratmann, Marthinus Brits, Martin J.M. van Velzen, Quinn Groenewoud, A. Dick Vethaak, Rachid Dris, Johnny Gasperi, Marja Lamoree
article
, 2024, pp.124088. ⟨10.1016/j.envpol.2024.124088⟩

Tutelles

Membre de

Marcello Serrao

Doctorant au Leesu à l’ENPC

en codirection avec ModelEAU – Université Laval et dans le cadre du programme Mocopée (SIAAP) en collaboration avec la W-SMART.

1. Contact

Contact : marcello.serrao(AT)enpc.fr

Adresse professionnelle :

  • Leesu, École des Ponts ParisTech, 6-8 avenue Blaise Pascal, Champs-sur-Marne, F-77455
  • SIAAP – Direction Innovation, 5-7 boulevard Louis Séguin - 92700 Colombes

Téléphone professionnel : +33 (0)1 64 15 36 35

Profil Linkedin

2. Thèmes de recherche

Modélisation et contrôle des procédés : modélisation intégrée des processus de traitement des eaux usées municipal en couplant des modèles phénoménologiques avec des modèles basés sur l’analyse des données pour objectif d’aller vers la gestion de l’assainissement intelligent et intégré à l’échelle d’une agglomération.

3. Recherches en cours

Le traitement des eaux usées urbaines est confronté à de nombreux défis, tels que l’urbanisation, la croissance démographique, les effets du changement climatique, mais aussi la transition vers une gestion durable basée sur une économie circulaire avec une valorisation des matières et de l’énergie (starre). En outre, la réglementation établit des normes de performance strictes en fonction de l’état écologique du fleuve et de la gestion de l’eau à l’échelle du système urbain. De plus, des solutions doivent être trouvées pour contrer les menaces émergentes, telles que la présence croissante de micro-plastiques, d’agents pathogènes et d’hormones. La stratégie de gestion durable de l’eau appelle désormais une approche intégrée prenant en compte le réseau de transport des égouts, les stations d’épuration et l’environnement naturel des eaux réceptrices.

Afin de faire face à ces pressions, l’industrie des eaux usées a introduit de technologies innovantes pour le traitement et le contrôle soutenu par des processus chimiques et biologiques - par exemple l’utilisation de coagulants et de floculants, de recirculation des eaux traitées et des boues et le contrôle d’aération. Les progrès réalisés dans l’instrumentation numérique et la modélisation des processus ont conduit à de nouvelles stratégies de contrôle, rendu le traitement plus rapide et pour un large éventail de polluants, mais aussi plus complexe à contrôler et à prédire.

La modélisation de processus utilisant des modèles phénoménologiques est capable de les simuler et peut être utilisée pour la conception et l’optimisation. En raison des simplifications nécessaires pour modéliser des processus complexes, en particulier les processus biologiques (BAF, BRM) largement appliqués dans de nombreuses stations municipales européennes, ces modèles sont beaucoup moins applicables pour un contrôle en temps-réel et pour la prédiction. Des méthodes basées sur l’analyse de données utilisant des techniques d’IA peuvent combler les lacunes et fournir une puissance d’extrapolation précise.

L’objectif de cette recherche est de concevoir une approche hybride intégrant des modèles mécanistes avec des analyses de données basées sur des techniques d’IA pour créer un jumeau numérique hybride du traitement des eaux usées, en particulier pour des processus biologiques. Ce jumeau numérique sera capable de détecter les changements de conditions et d’adapter les performances de traitement en fonction des résultats modélisés des données collectées dans la station d’épuration. Il sera alors un outil d’aide au contrôle et à l’optimisation des procédés d’une starre. À plus long terme, cela peut être intégré avec un modèle de rivière et un modèle de réseau d’assainissement.

Les principaux objectifs sont :

  • Le développement d’un modèle phénoménologique intégré des procédés de traitement des eaux usées basé sur des unités précédentes modélisées, qui est calibré et validé pour l’application des décanteurs chimiquement améliorés et de la biofiltration.
  • Le développement d’un système de contrôle intelligent qui fusionne le modèle phénoménologique avec une approche d’analyse des données - un jumeau numérique hybride ; utile comme outil d’aide à la décision pour le contrôle et l’optimisation des processus basés sur des prédictions précises.

Cette thèse, encadrée par Bruno Tassin et Peter Vanrolleghem (ModelEAU - Université Laval) en collaboration avec le SIAAP, s’inscrit dans le programme de recherche MOCOPEE dans l’axe 2 de ce programme « modélisations des procédés-contrôle-commande ».

L’association W-SMART collabore à cette étude en fournissant une plateforme internationale de partage de connaissances sur les systèmes de gestion de l’eau qui sont sécurisés, résilients et durables.

4. Enseignement actuel

5. Responsabilités collectives

6. Parcours professionnel

Période Poste / activité
Depuis mars 2020 Doctorant au Leesu : « Développement d’un système hybride intelligent pour le contrôle et l’optimisation de traitement des eaux usées » - Directeurs : Bruno Tassin et Peter Vanrolleghem (ModelEAU - Université Laval)
2019 Attaché de recherche au Leesu : « étude sur la modélisation des réseaux d’eaux potables à caractère intermittente », sous la direction de Bruno Tassin
2018 Consultant à l’UNESCO-PHI : « analyse des données pour l’indicateur durable ODD de la gestion de l’eau transfrontière »
2010 - 2017 Conseiller en gestion des eaux urbaines pour la ville d’Anvers (Belgique) : Ingénieur d’étude de l’aménagement et l’eau en ville ; gestion de l’eau pluviale ; coordinateur de l’assainissement municipal
1999 Master en Géographie Physique - spécialisation en géohydrologie - Vrije Universiteit, Amsterdam (Pays-Bas)

Production, majoritairement depuis 2008, sur HAL-ENPC, classée par type