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HORIZONS STIM : étudiant de Concordia a un plan pour régler le problème des nids-de-poule à Montréal

Le doctorant Soliman Abu-Samra exploite des données géographiques et des algorithmes d’optimisation pour mieux gérer les réparations infrastructurelles.
6 février 2018
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Par Kenneth Gibson

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L’entretien des routes pose des difficultés partout dans le monde, mais avouons-le, les nids-de-poule occupent une place de choix dans l’imaginaire des Montréalais!

En effet, dans la métropole québécoise, quelque 1 200 nids-de-poule sont comblés quotidiennement. Pourtant, les véhicules continuent de cahoter, de faire des embardées et de tressauter, et ce, dans les étroites rues secondaires comme sur les grands axes routiers.

Étudiant au troisième cycle à Concordia, Soliman Abu-Samra affirme que le traitement de ce problème pourrait gagner en efficacité. Selon lui, l’exploitation de données géographiques permettrait de mieux gérer l’entretien des infrastructures.

En collaboration avec la Ville de Montréal, M. Abu-Samra élabore actuellement des plans d’entretien d’une vaste gamme d’infrastructures urbaines – des routes aux ponts, en passant par les installations d’égouts.

Sous la supervision de Tarek Zayed, professeur au Département de génie du bâtiment, civil et environnemental, il poursuit parallèlement un doctorat en génie civil à l’Université Concordia.

« Ma recherche aura des retombées sur la communauté. » 

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Quel est le rapport entre cette image et vos travaux à Concordia?

Ma recherche est axée sur le concept du corridor d’infrastructures. Idéalement représenté à l’aide d’un système d’information géographique (SIG), le « corridor d’infrastructures » englobe plusieurs réseaux : routes, eau potable, égouts et eaux usées. Cette image reproduit une carte SIG. Elle met en parallèle l’état des rues montréalaises en 2010 (à gauche) et en 2015 (à droite).

Je travaille à l’élaboration d’autres cartes SIG. Elles intégreront de l’information plus pointue sur de multiples composantes, notamment l’usure, le temps de réparation prévu, la durée des derniers travaux de réfection effectués et les données financières.

Grâce à cette information, les décideurs pourront mieux planifier leur budget. Ils pourront aussi optimiser le calendrier de réfection des infrastructures municipales et, partant, rehausser le niveau de service dans l’ensemble des réseaux.

Il y a un besoin urgent de coordonner les interventions dans les différents corridors. De fait, il faudrait réparer simultanément tous les réseaux d’un même corridor – plutôt que de se concentrer sur un seul élément et de laisser les autres se dégrader.

Quels résultats attendez-vous de vos travaux? Et quels pourraient en être les effets concrets dans la vie des gens?

J’espère qu’en définitive, mon projet aidera les villes à administrer plus efficacement le budget d’entretien de leurs infrastructures. Elles pourraient notamment formuler un schéma contractuel semblable à un partenariat public-privé (PPP); il offrirait une option de financement à nos gouvernements aux ressources pécuniaires limitées. De même, afin de réduire les perturbations des services publics et d’économiser temps et argent, elles pourraient implanter un système de gestion des équipements collectifs.

Par ailleurs, pour tirer le maximum de leur budget, les villes doivent se demander quels équipements collectifs ou corridors nécessitent des réparations, quel est le moment idéal pour entreprendre des travaux de réfection et quelle est la meilleure mesure de réparation durable.

Ma recherche aura des retombées sur la communauté. Ainsi, les citoyens emprunteront des ponts plus sécuritaires, préservés de la rouille, et ils rouleront sur des routes qui ne se désagrègent pas et qui ne sont pas truffées de nids-de-poule. En outre, ils auront accès à une eau de meilleure qualité et seront moins touchés par les fermetures de routes.

À l’échelle gouvernementale, les retombées incluraient l’optimisation du calendrier des réparations. Un niveau de service acceptable serait maintenu, et le budget disponible serait respecté. En 2007, on estimait à 123 milliards de dollars le coût de travaux causés par un report des réparations. Chaque année, ce coût augmente de deux milliards.

Quels sont les principaux obstacles auxquels vous vous êtes heurté dans vos travaux?

Les principaux défis auxquels je me heurte dans le cadre de ma recherche ont trait au fort degré d’incertitude lié au comportement des infrastructures ainsi qu’au manque de données historiques acceptables. Nous devons composer avec de nombreux équipements collectifs aux cycles de vie très variés. Par exemple, les routes durent quinze ou vingt ans, tandis que les réseaux d’eau potable ou d’égouts sont bons pour huit ou dix décennies. Du coup, la prévision de leur état futur présente un fort degré d’incertitude.

Quand vient le temps d’affecter efficacement les ressources budgétaires, cette incertitude nuit au processus décisionnel. Il faut donc recourir à diverses techniques fondées sur les probabilités.

Les progrès technologiques dans les domaines des mégadonnées et de l’intelligence artificielle nous confèrent une incroyable puissance analytique. Toutefois, vu le manque de données historiques satisfaisantes, je ne peux pas en tirer parti. Pour combler cette lacune, je dois me fier aux avis des experts.

Quelle personne, quelle expérience ou quel événement particulier vous a donné l’idée de votre sujet de recherche et incité à vous intéresser à ce domaine?

J’ai eu un terrible accident d’auto en Égypte, mon pays natal. Ce soir-là, j’ai failli mourir. J’avais travaillé tard sur un projet collectif et je rentrais à la maison. Je roulais sur l’autoroute quand tout à coup, j’ai vu que deux voies étaient fermées pour cause d’entretien routier. Il n’y avait pas de panneaux d’avertissement ni de dispositifs sécuritaires dignes de mention.

J’ai perdu la maîtrise de mon véhicule, qui a percuté des blocs de béton sur le côté droit de la route. Après quelques tête-à-queue, il est tombé dans un fossé profond de trois mètres. J’ai perdu conscience. Je saignais de la tête et de la jambe. La voiture était une perte totale. Des automobilistes se sont arrêtés et ont appelé les secours.

Il m’a fallu des mois pour me remettre de mes blessures. Par contre, cette expérience présentait une valeur cachée : elle m’a motivé à explorer le domaine de la gestion des infrastructures.

Comme j’étudiais en génie civil, je comprenais les enjeux en présence. Je pouvais donc proposer des solutions pratiques pour pallier les lacunes d’équipements peu efficaces et réduire le fardeau financier qu’ils imposent. Au bout du compte, cet événement a influencé le choix de mon sujet de mémoire de maîtrise : la modélisation du coût du cycle de vie des infrastructures routières.

Comment les étudiants en STIM que cela intéresse peuvent-ils se lancer dans ce type de recherche? Quel conseil leur donneriez-vous?

Dans mon domaine de recherche, un étudiant a le choix entre plusieurs parcours techniques ou informatiques. Par exemple, il peut : concevoir des bases de données en vue de stocker de l’information et d’effectuer des analyses; évaluer l’état de systèmes d’infrastructure variés ou en prédire l’usure aux fins de prévisions budgétaires annuelles; ou optimiser, à l’aide de divers algorithmes, les dépenses au cours d’un exercice financier.

Bref, ce type de recherche sous-tend une démarche « d’exploration, de compréhension, d’élaboration, de validation et d’analyse ». Il faut être aussi motivé que patient. En effet, les problèmes actuels remontent à des décennies. Préparez-vous à passer des nuits blanches. Enfin, gardez à portée de main vos lunettes de lecture... même si vous n’en portez pas maintenant, vous en aurez besoin éventuellement!

Qu’est-ce qui vous plaît le plus à Concordia?

J’ai vécu une expérience remarquable à l’Université. Bien organisé et des plus cohérents, le programme d’études supérieures en génie civil se distingue vraiment sur le plan des technologies modernes, des logiciels avancés et des applications de pointe.

Mon cursus m’a permis de collaborer étroitement avec des professeurs et des collègues chercheurs faisant figure de pionniers dans leur discipline. J’ai aussi noué des amitiés durables avec de nombreux étudiants des cycles supérieurs. J’ai d’ailleurs eu le plaisir d’en aider plusieurs durant mon mandat comme président de l’Association des étudiants et étudiantes des cycles supérieurs.

Vos recherches bénéficient-elles du financement ou du soutien de partenaires ou d’organismes?

Des partenaires de l’industrie ont collaboré avec nous à divers projets. Récemment, nous avons fait équipe avec la Ville de Montréal afin d’améliorer la précision d’un dispositif de détection de fuites nouvellement installé – des enregistreurs de bruit, pour être exact. Nous avons effectué une analyse avantages-coûts de la mise en œuvre de ce système à la grandeur de la ville.

Pendant le déroulement de mon projet, j’ai rencontré à plusieurs reprises des fonctionnaires municipaux. J’ai beaucoup apprécié le soutien et les conseils précieux qu’ils m’ont offerts. Par ailleurs, j’ai obtenu une subvention de l’organisme Mitacs.

Visionnez l’exposé de Soliman Abu-Samra lors du colloque TEDxConcordia ainsi que l’entrevue qu’il a accordée au réseau MAtv.
 



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