Compagnie Générale des Eaux
En 1980, la nouvelle filière de l’usine de Méry-sur-Oise a été accompagnée par la mise en place d'une nouvelle génération de système de contrôle-commande qui a mis à la disposition du personnel de conduite la puissance des calculateurs industriels. Dans les années 1984-1986, le secteur sud de la banlieue parisienne a bénéficié à la fois des mêmes dispositions, améliorées grâce à l’expérience acquise, mais aussi du renouvellement des équipements de télétransmission des usines secondaires et réservoirs. En 1987, c'est l’usine de Neuilly-sur-Marne qui a été dotée de calculateurs et d’équipements d’automatisme. L’étape actuelle se situe à nouveau dans le secteur nord de la banlieue parisienne où il y a lieu de compléter la partie contrôle-commande et de renouveler les équipements de télétransmission. Les réflexions préliminaires qui ont été menées sur ce projet ont montré qu’il était nécessaire de réfléchir en parallèle à l’évolution que l’on peut prévoir pour nos procédures d’exploitation dans un proche avenir. On assiste en effet, dans pratiquement tous les domaines industriels, à une mutation dont les causes sont à peu près partout identiques :
- — augmentation du souci de qualité : les normes deviennent plus contraignantes, les usagers sont plus exigeants ; il en résulte une complexité croissante des installations et un renforcement de la surveillance à exécuter sur les divers paramètres ;
- — dépassement des capacités humaines de suivi et de réaction, ce qui conduit, plutôt qu’au renforcement des effectifs, à un effort de robotisation, d’automatisation et au développement d'outils d'aide à la décision.
Cette mutation aboutit au concept de la conduite automatique dont les buts essentiels sont :
- — un service amélioré,
- — une meilleure homogénéité de la qualité,
- — une augmentation de la compétence du personnel.
Le service de la distribution de l'eau n’échappe pas à ce mouvement général.
Rappel des organisations précédentes
Dès le démarrage de l’informatique industrielle dans la banlieue de Paris, les objectifs suivants ont été définis :
- — surveillance des installations et acquisition des données de fonctionnement,
- — centralisation des alarmes,
- — centralisation des commandes,
- — automatisation (automatismes locaux, asservissements entre deux ou plusieurs ouvrages, automatismes globaux),
- — interprétation des données (bilans,
traitements statistiques, etc.).
Le degré de satisfaction de ces objectifs dépend étroitement des outils techniques opérationnels, de la complexité des procédés à gérer, de la compétence et de la formation des utilisateurs à l’instant donné.
Pour cela, des architectures décentralisées et hiérarchisées ont été mises en œuvre et réparties en trois niveaux :
- — le niveau 0 des automatismes de base, qui régit chacune des machines composant une unité fonctionnelle,
- — le niveau 1 de gestion de l’unité fonctionnelle, dont les équipements transmettent au niveau 0 les ordres à exécuter selon les sécurités et séquences qui y sont définies,
- — le niveau 2, qui assure la synchronisation des différentes unités fonctionnelles : ce « chef d’orchestre » est soit l’U.C.O. pour l’usine principale, soit l’U.C.P.U. pour les ouvrages du réseau.
Ces dispositions se sont traduites :
- — au plan du matériel, par les configurations de la figure 1, en ce qui concerne l’U.C.P.U. du secteur sud, et de la figure 2 en ce qui concerne l’U.C.O. de Choisy-le-Roi,
- — au plan du logiciel, par le développement au niveau local de programmes d'acquisition-restitution des entrées-sorties, d’automatismes localisés et de télétransmission, et au niveau central de programmes d’acquisition des informations, de visualisation sous forme de synoptiques ou de tableaux (journaux, bilans…), d’envoi de télécommandes et téléconsignes (développements spécifiques).
En conclusion, il est essentiel de voir que, dans cette phase d’équipement, l’interprétation des données, l’initiative des décisions et des commandes relèvent toujours de la compétence d’un opérateur humain.
Principe des architectures actuelles
Aujourd’hui, du fait des récentes évolutions technologiques (matériels et logiciels), du bon niveau de compétence, de formation et de familiarisation des concepteurs et des opérateurs, nous sommes en mesure de viser l’objectif d’automatisation de la conduite, devant se concrétiser à terme par la suppression du postage. Dans ce but, des études détaillées ont été menées sur :
- — l’organisation des circuits de contrôle-commande de chaque unité fonctionnelle (niveaux 0 et 1),
- — les liens fonctionnels (asservissements, etc.) entre unités fonctionnelles,
- — les fonctionnalités du superviseur (niveau 2),
- — le niveau de coordination générale (niveau 3),
de sorte que la quasi-totalité des interventions humaines puisse être différée et exécutée pendant les heures ouvrables.
Pour les niveaux 0 à 2, les nouvelles dispositions se traduisent, au plan du matériel, par de profondes modifications, puisque l’homme ne devient plus que l’opérateur de « secours » ; c’est ainsi que chaque unité autonome est pourvue d’une configuration redondante d’automates, permettant de supprimer toutes les chaînes de contrôle-commande de secours (en particulier les armoires à relais locales du niveau 0). La chaîne d’« alimentation puissance » doit bien évidemment offrir des taux de fiabilité et de disponibilité similaires. Son architecture est donc calquée sur celle du réseau de télégestion. Au niveau du centre (U.C.O. ou U.C.P.U.), deux unités centrales en secours mutuel sont installées. L’utilisation d’un réseau local industriel comme support de transmission à ce niveau offre toute la souplesse requise pour mettre en œuvre des évolutions ultérieures. Le schéma de la figure 3 synthétise les architectures réalisées pour une usine de production et son réseau de distribution d’eau potable.
Au plan du logiciel, l’apparition sur le marché de programmes standards (progiciels) conduit, dans un souci d’économie et de fiabilité de la maintenance, à les préférer à des développements « sur mesure » ; c’est ainsi que les fonctionnalités classiques assurées par le centre, telles que acquisition, classement des informations, visualisation sous forme de synoptiques, courbes, restitution de télécommandes et téléconsignes, ne font plus l’objet de développements spécifiques, mais résultent de la mise en œuvre d’un produit-programme du marché.
Il a dès lors été nécessaire de redéfinir diverses procédures : traitement des alarmes et des défauts, traitement des consignes, gestion des mesures, gestion du pompage, gestion des interventions.
Les automatismes prévus exploitent les usines et les réservoirs, et émettent, en cas de besoin, des demandes d’intervention vers le poste de commande. Ces dernières sont classées en deux catégories : intervention immédiate et intervention dif-
ferrable, c’est-à-dire pouvant être reportée pendant les heures ouvrables. Dans le premier cas, un programme de gestion des équipes d’astreinte alerte à distance le personnel concerné. Ce classement est effectué automatiquement par les équipements déportés en fonction de la gravité du défaut, des équipements disponibles, de l’autonomie résiduelle d’alimentation du réseau, de la demande prévisionnelle, enfin.
Au niveau 3, les tâches de coordination ont recours à des systèmes experts, tels que le système « Pilote ».
Son but est d’aider à la planification des différentes configurations d’exploitation de l’usine de traitement d’eau. Aujourd’hui, à l’état de maquette, il permet d’assurer les fonctions suivantes :
- — prévoir au pas de temps horaire et sur 24 heures la demande future du réseau ;
- — en déduire une ou plusieurs stratégies de gestion de l’usine (figure 4). Une stratégie complète est formée d’une succession de configurations des pompages d’exhaure, des filtres et de leurs séquences de lavage, des réservoirs d’effacement, des pompes élévatoires. La sélection des stratégies pertinentes pour un système de cette complexité était difficilement envisageable par une programmation algorithmique, à cause des délais induits par la structure arborescente du problème ;
- — valoriser ces stratégies en termes de :
- • qualité de l’eau produite,
- • satisfaction d’une politique de remplissage des réservoirs (sécurité de l’exploitation du réseau),
- • minimisation des coûts de production, et, en particulier, les coûts de l’alimentation électrique qui dépendent des tranches horaires, et les classer en fonction de ces critères (figure 5).
Évolutions prochaines
L’approche précédente, relative à un secteur de production et de distribution d’eau potable, va être complétée dans les mois qui viennent par la mise en œuvre d’un outil de coordination générale des trois secteurs, à savoir le Centre des mouvements de l’eau, dernière pierre de cet ouvrage de gestion technique des équipements de la banlieue parisienne.
