Adaptation du média de communication dans la gestion du cycle de l'eau

Les services techniques de la ville, ou de la société d’affermage, veulent exercer un contrôle permanent sur les incidents provenant des différentes stations (par exemple, le débordement d'une bâche).

Cependant, malgré la fiabilité des équipements, la confiance des services techniques est relativisée par les environnements parfois difficiles qui exercent de nombreuses contraintes extérieures sur les équipements et automatismes. Comme il n’est pas toujours possible de laisser du personnel 24 h/24 h sur les sites techniques, il est nécessaire de pouvoir, à distance, surveiller et contrôler en permanence les installations techniques.

La télégestion répond de façon optimale à cette nécessité et propose des solutions adaptées à chaque besoin : sécurité, qualité, rendements, coûts, optimisation de la gestion, de l'exploitation et de la maintenance. Appliquée à l’assainissement, la télégestion propose une solution garantissant une meilleure exploitation de la station d'épuration tout en offrant une protection optimale de l'environnement.

En effet, la télégestion assure les fonctions suivantes :

• - La surveillance et le contrôle permanents de la station d’épuration et des postes de relèvement des eaux usées : connaissance instantanée de tout incident, prévention immédiate du personnel d’astreinte lors de l'apparition d'une alarme ou d’une télésignalisation.  
• - L'amélioration du rendement et de la qualité des eaux rejetées.

• L’optimisation des installations : maîtrise des débits et volumes pompés, calcul des niveaux, etc.
• La maîtrise des coûts énergétiques : ajustement du fonctionnement des installations par rapport aux besoins, aux tarifications et aux comportements des équipements.
• La maintenance préventive permettant de conserver le rendement maximal de fonctionnement et de prolonger la durée de vie des équipements : anticipation et suivi des pannes, planification de la maintenance.
• La rapidité et l’efficacité du personnel de maintenance : informé par téléc-contrôle du fonctionnement de l’installation, le personnel pourra faire un diagnostic en cas de panne et agir éventuellement en télécommande sur un organe de sécurité.
• L’aide aux décisions de gestion : acquisition des données en temps réel, traçabilité et archivage des valeurs, mise à disposition de bilans complets et précis, comparaison des performances des différents sites télégérés.

Appliquée à l’eau potable, la télégestion offre de nombreux services tels :

• L’optimisation de l’exploitation : état en temps réel de l’installation (bilans et statistiques).
• La maîtrise du volume d’eau livré à chaque réservoir.
• Le contrôle et le réglage du débit et de la pression de l’eau.
• Le télécontrôle des organismes de pompage.
• Contrôle à distance des stations d’épuration.
• La gestion de la sécurité : secours automatique des pompes de sécurité, contrôle du nombre de démarrages, etc.
• La gestion et l’optimisation des consommations énergétiques.
• La surveillance des différents points de livraison.
• La maintenance préventive des canalisations par l’analyse des données : détection de fuites, régulation du flux, etc.

La télégestion : un monde de communication

Les impératifs de contrôle et de commande des équipements techniques nécessitent le transport d’informations via des réseaux de communication.

Véritable outil de communication, l’automate de télégestion permet de recevoir et d’envoyer les informations à travers divers médias. Les données sont ensuite transmises sur différents postes de réception (PC, Minitel, Téléphone, pageur, GSM) à partir desquels elles sont exploitées.

Il convient alors de distinguer deux sortes de postes de réception : le poste central d’exploitation (PC, Minitel) et les terminaux d’astreinte (Téléphone, GSM, pageur).

a) Le poste central d’exploitation

Le poste central est le tableau de bord de l’installation, l’interface entre l’homme et les sites techniques à télégérer. Les postes centraux sont des PC (ou Minitel) supervisant l’ensemble des données en provenance d’un parc de sites.

Ils permettent de :

• Visualiser et exploiter les données des sites techniques.
• Récupérer et traiter les alarmes.
• Gérer l’installation par des relevés historiques et des bilans.
• Agir sur le site automatiquement ou manuellement.
• Modifier le paramétrage des sites.

b) Le terminal d’astreinte

Certaines exploitations de sites techniques nécessitent la gestion d’astreinte. Dans ce cas, les alarmes doivent être diffusées vers un personnel d’astreinte équipé d’un terminal lui permettant d’être informé immédiatement des alarmes, et agir directement sur le site distant. Ce terminal peut être :

• Un minitel.
• Un pageur : Alphapage, Opérator, Eurosignal, Kobby, etc.
• Un GSM.
• Un téléphone fixe (les Unités Centrales de

télégestion peuvent intégrer une fonction vocale permettant de consulter l'état de l'installation par messages vocaux).

• Un PC équipé d’un logiciel d’exploitation ou de supervision.

c) Le support de transmission

Les automates de télégestion utilisent en support de communication les médias suivants :

• Réseau Téléphonique Commuté (RTC) ;
• Lignes Spécialisées France Telecom (LS) ;
• Lignes Privées (LP) ;
• Réseau GSM ;
• Réseau Radio ;
• Transveil ;
• X25 ;
• Fibre Optique ;
• Câble Vidéo.

Le média de communication choisi dépend de plusieurs critères :

• La disposition géographique des sites télé-gérés : sites étendus ou centralisés.
• La configuration de l’astreinte : type du terminal d’astreinte, surveillance continue ou événementielle.

La communication inter-sites

Outre la communication vers les postes de réception, l’automate de télégestion permet également la communication inter-sites : plusieurs Unités Centrales de Télégestion peuvent s’échanger leurs données.

Il existe ainsi différents modes de transmission de données entre Unités Centrales de Télégestion :

a) Échange de données booléennes

La télécommande de site à site fonctionne sur RTC et permet de transmettre des informations booléennes entre deux sites distants. Ce type de transmission est sécurisé par un système de confirmation.

b) Échange de données analogiques

• La communication en ModBus : cette solution permet d’échanger des données Mots et Bits sur Ligne Spécialisée ou Privée.
• La communication en mode Publier / S’abonner (appellation WIT) : Ce moyen de communication entre Unités Centrales de Télégestion s’appuie sur le concept Publier / S’abonner. Il permet de préparer des publications constituées de données (booléennes ou analogiques) qui sont transmises de manière événementielle vers les stations « abonnées ». Des conditions de déclenchement de la transmission de la publication peuvent être paramétrées : dépassements de seuils, déclenchement de pompes, horloge pour appels cycliques, etc.

Application : surveillance d’un château d’eau

Pour approvisionner toute la ville en eau courante, les stations de pompage doivent être continuellement opérationnelles. Il en est de même pour les réservoirs qui servent à stocker l’eau, puisée par les stations de pompage, pendant les périodes de faible consommation pour pouvoir répondre à la demande de pointe sans avoir à surdimensionner les coûts de production. Il faut donc veiller à surveiller en permanence ces éléments.

L’automate de télégestion effectue une surveillance intelligente du château d’eau : il surveille en continu le niveau d’eau des réservoirs et déclenche une alarme sur seuil, il dialogue avec les automates pilotant les pompes pour en surveiller l'état de fonctionnement. Enfin, par la télécommande de site à site, il commande la mise en marche ou arrêt des pompes en fonction du niveau d'eau qu'il enregistre. Les alarmes sont aussitôt transmises, via le Réseau Téléphonique Commuté, vers le personnel d’astreinte par GSM, radio ou message vocal.

L’exploitation du site est effectuée par un superviseur, qui rapatrie les événements en temps réel dans un journal accessible à tout moment. Des courbes graphiques et des tableaux sont également établis en temps réel. Enfin, le superviseur imprime les alarmes au fil de l'eau.

L’automate de télégestion permet également une optimisation tarifaire car il n’active les

Comparatif des différents types de médias disponibles sur le marché

RTC

Utilisation préconisée : Gestion d'alarmes

Mode de transmission : Événementielle*

Avantages : Compatible avec l'intégralité des terminaux de réception – Universalité des appareils

Inconvénients : Pas de communication permanente avec le site – Communication peu sécurisée – Coûts variables en fonction de la distance et du nombre d'alarmes transmises

Terminaux de réception utilisables : PC – Minitel – Pageurs – Téléphone fixe – GSM

LS France Telecom

Utilisation préconisée : Télérelève

Mode de transmission : Pooling** ou événementielle

Avantages : Communication en temps réel avec le site – Fonctionne sur le réseau France Telecom

Inconvénients : Nécessite la location d'une ligne – Communication en mode point à point

Terminaux de réception utilisables : PC – Communication intersites

LP

Utilisation préconisée : Télérelève

Mode de transmission : Pooling ou événementielle

Avantages : Communication en temps réel avec le site – Communication en mode multipoint

Inconvénients : Applicable uniquement sur des petits périmètres (environ 10 km) – Nécessite l'installation de câble

Terminaux de réception utilisables : PC – Communication intersites

Réseau GSM

Utilisation préconisée : Gestion d'alarmes

Mode de transmission : Événementielle

Avantages : Couverture étendue du réseau – Permet de télégérer des sites non raccordés au RTC – Pas de câble nécessaire

Inconvénients : Pas de communication permanente avec le site – Nécessite un modem GSM

Terminaux de réception utilisables : PC – GSM

Réseau Radio

Utilisation préconisée : Télérelève

Mode de transmission : Pooling

Avantages : Investissement fixe : pas de coût de communication

Inconvénients : Nécessite la location d'une fréquence (si puissance > 100 MW) – Qualité de la communication sensible aux distances

Terminaux de réception utilisables : PC équipé du réseau Radio – Communication intersites

TRANSVEIL

Utilisation préconisée : Gestion d'alarmes

Mode de transmission : Événementielle

Avantages : Ligne surveillée en continu – Abonnement faible – Utilisation possible en secours RTC – Fonctionnement en supraphonie

Inconvénients : Nécessite un modem Transveil – Superviseur X25 obligatoire – Système franco-français

Terminaux de réception utilisables : PC équipé du réseau X25

Réseau X25

Utilisation préconisée : Gestion d'alarmes – Télérelève

Mode de transmission : Événementielle

Avantages : Transmission haut débit, par paquet – Communication entièrement sécurisée

Inconvénients : Prix élevé (abonnement + communication)

Terminaux de réception utilisables : PC équipé du réseau X25

Fibre Optique

Utilisation préconisée : Gestion d'alarmes – Télérelève

Mode de transmission : Pooling – Événementielle

Avantages : Isolation électrique – Pas de pertes en ligne – Haute vitesse de transmission – Non sensible aux parasites

Inconvénients : Nécessite l'utilisation de convertisseurs – Prix élevé

Terminaux de réception utilisables : PC – Communication intersites

Câble Vidéo

Utilisation préconisée : Gestion d'alarme – Télérelève

Mode de transmission : Pooling – Événementielle

Avantages : Transmission haut débit

Inconvénients : Nécessite un modem vidéo – Nécessite l'existence du réseau câblé

Terminaux de réception utilisables : PC – Communication intersite

* Lors d'une communication événementielle, l'automate ne transmet que les informations ayant changé d'état.

** Le pooling est un mode de communication permanente : le poste central interroge en permanence l'automate.

pompes que pendant les heures creuses d’EDF.

Tant de qualités, qui peuvent s'étendre de la source de captage jusqu'au robinet du consommateur.

Conclusion : Internet, vers une communication universelle

Le métier de la télégestion est avant tout un métier de la communication, c'est sa spécificité par rapport aux automates programmables industriels. L'évolution des technologies permet à la télégestion de prendre un nouvel essor. Ainsi, à l'utilisation traditionnelle du RTC s’ajoute celle des nouveaux médias de communication. À cet effet, l’arrivée des technologies Internet sur le marché de la télégestion permet d’améliorer encore l'efficacité des transmissions de données en provenance des sites techniques. En effet, l'universalité du protocole de transport d'information TCP/IP permet de dialoguer via Internet avec l'ensemble du réseau mondial, augmentant ainsi les possibilités d’interconnexion entre sites distants. De plus, le protocole multi-média TCP/IP permet l’accès à de nouvelles technologies (HTML, HTTP, POP, WAP, etc.) offrant une interactivité et une compatibilité avec l'ensemble des sites.

La technologie Internet apporte ainsi aux industriels une nouvelle base technologique pour innover et enrichir la télégestion de nouveaux services.