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Optimisation du tracé

Lorsque vous générez un tracé de conduites à l'aide de l'outil MST (arbre couvrant minimal), TESSA connecte tous les bâtiments avec la plus courte longueur totale de conduites. C'est rapide et cela produit toujours un arbre connexe, mais il se peut que ce ne soit pas le réseau le moins cher à construire ou à exploiter : un court détour par un corridor routier existant peut parfois valoir la longueur supplémentaire, et un tracé qui minimise le coût peut différer d'un tracé qui minimise les pertes de chaleur.

L'outil Optimiser le tracé vous permet de relancer le tracé avec une fonction objectif tenant compte des coûts.

Comment fonctionne le tracé MST par défaut

L'algorithme de tracé par défaut :

  1. Prend les itinéraires de conduites candidats (routes ou connexions en ligne droite, selon vos paramètres) et forme une matrice de distances entre tous les points de connexion potentiels.
  2. Calcule l'arbre couvrant minimal — le sous-graphe connexe dont le poids total des arêtes (distance) est minimal.
  3. Trace les conduites le long de ces arêtes, en rattachant les sous-stations de bâtiment comme feuilles.

Le résultat est le réseau en arbre de plus courte longueur. Il est toujours connexe, ne contient jamais de boucles et est rapide à calculer.

L'algorithme d'optimisation

L'outil Optimiser le tracé applique une boucle de raffinement heuristique par-dessus le MST. Il fonctionne en perturbant aléatoirement les longueurs d'arêtes de la matrice de distances et en recalculant le MST, en vérifiant à chaque itération si le nouveau tracé améliore l'objectif choisi.

flowchart TD A["Départ : tracé MST initial"] --> B["Perturber les longueurs d'arêtes<br/>dans la matrice de distances"] B --> C["Recalculer le MST"] C --> D["Évaluer la fonction de coût<br/>(cost / heat_total / heat_loss)"] D --> E{"Amélioré ?"} E -->|"Oui"| F["Accepter le nouveau tracé<br/>comme meilleur actuel"] E -->|"Non"| G["Rejeter la perturbation"] F --> H{"Convergé ou<br/>nombre max d'itérations ?"} G --> H H -->|"Non"| B H -->|"Oui"| I["Renvoyer le meilleur tracé"] classDef step fill:#fff3e0,stroke:#ED6000,stroke-width:1.5px,color:#bf360c classDef decision fill:#bbdefb,stroke:#0d47a1,stroke-width:1.5px,color:#0d47a1 classDef terminal fill:#c8e6c9,stroke:#2e7d32,stroke-width:1.5px,color:#1b5e20 class A,B,C,D,F,G,I step class E,H decision

À chaque tracé candidat, l'outil exécute l'ensemble du pipeline de dimensionnement des conduites et de simulation (y compris DNCosts) pour calculer l'objectif. Cela signifie que chaque itération est plus lente qu'un simple MST, mais le résultat est ancré dans le modèle de coûts réel.

Objectifs d'optimisation

Objectif Ce qu'il minimise Quand l'utiliser
cost Coût total d'investissement des conduites (installation + matériau, issu de la table des coûts) Le plus courant ; minimise le CAPEX
heat_total Chaleur totale transportée à travers le réseau Minimise la chaleur acheminée sur de longues distances
heat_loss Pertes thermiques totales le long des conduites Utile lorsque la réduction des pertes est la priorité (p. ex. températures de départ élevées ou longs itinéraires)

L'objectif cost est généralement le bon choix. L'objectif heat_loss vaut la peine d'être essayé lorsque la température de départ est élevée et que le réseau couvre une vaste zone.

Quand utiliser l'optimisation

L'outil d'optimisation s'exécute nettement plus longtemps que l'outil MST — chaque itération redimensionne et resimule le réseau. Pour un quartier de plusieurs centaines de bâtiments, cela peut prendre plusieurs minutes.

Utilisez-le lorsque :

  • Le tracé MST initial semble emprunter des itinéraires inutilement longs.
  • Vous avez défini des zones d'exclusion et souhaitez trouver le routage le moins coûteux pour les contourner.
  • Vous voulez vérifier que le tracé MST est proche de l'optimum avant de finaliser la conception.

Pour une conception rapide en première approche, le tracé MST par défaut est généralement suffisant.

Zones d'exclusion

Comme l'outil MST, l'optimiseur respecte les zones d'exclusion — les zones où les conduites ne peuvent pas être routées. Définissez les zones d'exclusion dans l'éditeur de couche de la zone d'étude avant d'exécuter l'un ou l'autre outil.

Prochaines étapes