Your browser does not support JavaScript!

Gestion et rendements : les réseaux d'eau potable font leur mue

31 mars 2010 Paru dans le N°330 à la page 37 ( mots)
Rédigé par : Antoine DERUEL

Les réseaux d'eau potable ne sont plus ce qu'ils étaient. Profitant tout à la fois de la généralisation du tout numérique, de l'essor du sans-fil et des progrès enregistrés dans le domaine de l'autonomie en énergie des équipements, ils ont été instrumentés et équipés d'organes intelligents ou communicants avec pour objectif principal l'amélioration de leur rendement et l'optimisation de leur gestion. Encore considérés il y a quelques années comme un élément dormant du patrimoine des collectivités, ils sont devenus aujourd'hui l'une des composantes les plus dynamiques du service de l'eau et le vecteur potentiel de nouveaux services pour l'abonné.

]

Les exploitants le savent bien : l’amélioration du rendement d’un réseau d’eau potable et l’optimisation de sa gestion, indépendamment de ses caractéristiques et de son histoire qui lui sont propres, sont des démarches qui s’inscrivent dans le long terme et que bon nombre d’entre eux ont entamées depuis plusieurs années. Seulement voilà, à la faveur du Grenelle de l’Environnement, les poli

[Photo : Crédit photo non spécifié]
[Encart : Une intervention suite à une défaillance est une occasion unique de renseigner le gestionnaire sur l’état de l’équipement sur lequel il intervient et sur son environnement : nature du sol, humidité, corrosion de la conduite, etc. Intégrées dans un système d'information géographique, ces informations vont permettre au gestionnaire du réseau de recenser géographiquement l'ensemble des conduites et les différents ouvrages en renseignant peu à peu toutes les caractéristiques utiles à l'exploitation : matériau, diamètre, date de pose, profondeur, sens d’écoulement, etc.]

Les politiques se sont emparées de la problématique. Jean-Louis Borloo a ouvert le bal en mars 2008 lors de la journée mondiale de l'eau en invitant les collectivités à ausculter leur réseau d’eau potable. Il s'agissait alors pour le ministre d’inciter à la généralisation des inventaires du patrimoine considérés comme la base de toute stratégie d'entretien et de renouvellement des réseaux en vue de réduire les pertes. « Nous allons l’intégrer dans la loi Grenelle » avait-il alors prévenu en souhaitant étendre à l'ensemble des communes l'obligation de publier les taux de fuites, le rendement des réseaux et conditionner les aides des agences pour la création de ressources à des valeurs minimales de rendement des réseaux d’eau et/ou de valeurs maximales des indices linéaires de perte (ILP). « Avant de chercher à mobiliser de nouvelles ressources, il faut utiliser de la façon la plus efficace possible l'eau disponible et éviter les gaspillages » avait alors indiqué le ministre, allant jusqu’à préciser que « Un réseau bien entretenu peut atteindre un taux de fuite de 15 % ».

Promesse tenue peu de temps après puisque l'article 58 du projet de loi Grenelle 2, adopté en première lecture le 8 octobre 2009 par le Sénat concerne directement la réduction des fuites dans les réseaux d'eau, en rendant obligatoire la réalisation d’un inventaire du patrimoine. Jusqu’à présent, l’article L. 2224-11-4 du code général des collectivités territoriales précisait que des inventaires détaillés du patrimoine devaient être réalisés pour les services en gestion déléguée. Cette disposition sera donc généralisée à l'ensemble des services d’eau potable et d’assainissement, indépendamment de leur mode de gestion, un décret d'application devant préciser la définition des échéances de réalisation des premiers inventaires. L'obligation de définir un plan d'action d’amélioration des réseaux lorsque les fuites sont supérieures à un seuil fixé par décret, en fonction des caractéristiques techniques du service a également été intégrée dans le projet de loi. Si les pertes sont supérieures à ce seuil, un dispositif d'incitation financière est prévu par le biais d’une majoration de la redevance de l’agence de l'eau et l'attribution de primes de résultats après travaux. Cette majoration de redevance prenant fin dès que le rendement des réseaux devient inférieur au seuil défini préalablement. Même si l'examen de ce projet de loi ne doit pas s'achever avant la fin du mois de mars 2010, la donne a d'ores et déjà changé pour l'ensemble des exploitants de réseaux d'eau potable qui vont devoir jouer la transparence sur un sujet qui jusqu’à présent échappait à la vigilance.

[Encart : Les 4 piliers de la maîtrise des pertes selon l’IWA (International Water Association) On utilise souvent le terme « les 4 piliers » de la maîtrise des pertes pour illustrer l'ensemble des actions devant être coordonnées afin d’optimiser les performances d’un réseau. La gestion de la pression peut être simple ou complexe dépendant des stratégies mises en œuvre. L’objectif global est de limiter les excédents de pression tout en assurant le service requis afin de réduire le stress sur les canalisations et surtout le débit de pertes qui, à travers les mêmes orifices, varie en fonction de la pression. Le diagnostic permanent apporte 2 informations : le suivi quotidien des débits et l’identification rapide d’anomalies et l'association de ces anomalies à un secteur restreint, ce qui permet une intervention ciblée des équipes de terrain. La recherche et la réparation de fuites est alors plus efficace et agit à la fois sur le nombre de fuites éliminées et sur la durée moyenne des fuites. Ce levier est toutefois une action de court terme : effet immédiat mais de courte durée. En effet, sur un réseau qui se dégrade d’année en année, l'apparition de fuites est très fréquente, continue. Rechercher et réparer des fuites est donc une action qui se doit d’être continue, mais qui a ses limites, notamment économiques. La seule façon d’éliminer durablement les pertes devient alors le renouvellement des tronçons les plus fuyards. Ce raisonnement simple en apparence repose sur tout un processus de gestion patrimoniale. Le renouvellement est coûteux et doit être ciblé. La gestion patrimoniale repose essentiellement sur la connaissance du patrimoine, de son historique et de son contexte. Cette condition essentielle à l'initiation d’une telle démarche s'appuie sur des SIG métiers mais également sur la mise en place des processus essentiels de production de données patrimoniales, proposée par des consultants tels que G2C environnement. G2C environnement propose par exemple, avec son offre de conseil SIROCO, une approche par la performance fondée sur la prévision des défaillances et l'optimisation multi-objectifs du programme de renouvellement. La démarche SIROCO comprend également de l’audit organisationnel et l’optimisation des processus de production de la donnée patrimoniale visant à renforcer d’année en année la maîtrise du patrimoine et de sa performance.]
[Publicité : Pollutec]
[Photo : Le nouveau Waterflux 3070 de Krohne se distingue des débitmètres et compteurs traditionnels en offrant plusieurs avantages : il ne nécessite pas de longueurs droites en amont et en aval et peut donc être installé dans des regards de petites dimensions. Il offre une grande précision de mesure pour la transaction commerciale et en tant que compteur électromagnétique, il est plus performant que les compteurs mécaniques sur le plan de la perte de charge et de la stabilité à long terme.]

La question de la performance des réseaux d’eau potable a parfois peiné à retenir l’attention du public et des médias. Or, cela n’est plus le cas depuis la publication, en novembre dernier, par le Journal du Dimanche d'une « enquête exclusive » censée révéler « l'état calamiteux des réseaux d’eau potable en France » qui, du « meilleur au plus mauvais élève en termes de gaspillage d’eau », égrenait des taux de pertes censés refléter la qualité des services de l'eau des villes en question. Enquête à propos de laquelle Chantal Jouanno, secrétaire d'État chargée de l’écologie, a cru bon de réagir en fixant comme objectif un taux de pertes à 15 %, « voire moins dans les zones urbaines denses ».

Le décor est donc fixé. Indépendamment de l'importance des particularités locales, de la multiplicité des facteurs qui conditionnent les performances et donc le rendement d’un réseau, indépendamment du fait qu'une gestion raisonnable de ce patrimoine doit également reposer sur d'autres critères que celui du seul rendement, la course à l'amélioration des rendements est lancée avec obligation de résultat.

Pour ceux qui n’ont pas encore mis en place une démarche d’optimisation de leur patrimoine, tout commence par un état précis des éléments constitutifs du réseau d'eau potable.

Un état précis des éléments constitutifs du réseau d’eau potable

Impossible d’établir sérieusement les fondements d'une démarche d’amélioration globale sans connaître précisément la nature, la fonction et l'état des équipements sur lesquels l'exploitant va devoir s’appuyer pour optimiser la distribution. Il n'est donc pas inutile de rappeler qu’un réseau de distribution d’eau potable est un ensemble, en principe cohérent, plus rarement homogène, de nombreux composants dont les fonctionnalités s'étendent du captage jusqu’à la distribution : des réservoirs, des équipements hydrauliques, des conduites de transfert, de distribution, des branchements, des points de livraison sans oublier les pompes, vannes et autres instruments de régulation nécessaires à son bon fonctionnement.

L’inventaire de cet ensemble qui constitue le réseau est d’autant plus crucial qu’il est, dans la pratique, fréquemment hétérogène. En milieu rural comme en milieu urbain, le réseau a bien souvent évolué sur une longue période, au fur et à mesure des besoins, de l'urbanisation et des moyens de la collectivité qui l'exploite. Il s’est donc souvent construit par tranches successives qui constituent aujourd’hui autant de tronçons dont le fonctionnement, la nature des matériaux qui les composent mais aussi leur vieillissement obéissent à des lois différentes.

Une connaissance parfaite de toutes ces caractéristiques qui « font » le réseau est donc indispensable. Mais cela ne suffit pas. Il faut y ajouter, et croiser après les avoir recensées et analysées, les informations relatives à son fonctionnement et surtout à ses dysfonctionnements. Une intervention suite à une défaillance est une occasion unique de renseigner le gestionnaire sur l’état de l’équipement sur lequel il intervient et sur son environnement : nature du sol, humidité, corrosion de la conduite, etc.

Intégrées dans un système d'information géographique, ces informations vont permettre au gestionnaire du réseau de recenser géographiquement l'ensemble des conduites et les différents ouvrages en renseignant peu à peu toutes les caractéristiques utiles à l’exploitation : matériau, diamètre, date de pose, profondeur, sens d’écoulement, etc. Les mises à jour se feront à partir des récolements fournis par les agents intervenants sur les réseaux. Une fois ces données renseignées, les systèmes d'information géographiques des

[Publicité : Le Guide de l'Eau]
[Publicité : Elster]
[Photo : Les produits de la gamme LS de Lacroix Sofrel ont été conçus pour être installés en regards. Indifféremment connectés aux têtes émettrices de compteurs ou de débitmètres, ils enregistrent régulièrement les index de comptage. Compteur n°3]

délégataires et certains applicatifs tels que ceux proposés par le Cemagref ou encore G2C informatique, Bentley Systems ou Wincan, permettront de repérer plus facilement les vannes à manœuvrer pour isoler une conduite avant la réparation et connaître les clients impactés par une casse, de référencer géographiquement les différentes interventions et d'établir un historique, etc.

En plus d'une connaissance fine du réseau, ce long travail de recensement va ouvrir la voie à une démarche de sectorisation du réseau. En effet, le diagnostic permanent du réseau agit sur deux composantes : la détection de présence de fuites et la précision de leur localisation, permettant de diriger les équipes de recherche de fuites, et donc de réduire leur durée et le volume perdu. Plus la sectorisation est fine, plus la localisation de la fuite sera facilitée et l'intervention des équipes de terrain ciblée. Sur ce principe, G2C Environnement travaille actuellement sur Debido, un projet R&D visant à développer un système de faible coût de production et de mise en œuvre permettant un diagnostic permanent des réseaux d'alimentation en eau potable à l'aide d'un réseau de points de mesures densifié par rapport aux solutions actuelles.

Une démarche de sectorisation du réseau

La sectorisation d'un réseau consiste à le décomposer en un ou plusieurs sous-réseaux indépendants qui vont permettre une surveillance plus fine et au sein desquels les volumes mis en distribution ou transitant par ce sous-réseau seront mesurés et analysés en permanence. En observant et en analysant le comportement de ce sous-réseau de jour comme de nuit et sur le long terme, on va pouvoir mieux connaître son fonctionnement et repérer plus aisément des points faibles et les équipements défaillants qu'il convient de remplacer pour améliorer le rendement de l'ensemble. Ensuite, une représentation numérique

[Encart : Exploiter des données hétérogènes et des systèmes d'information disparates Pouvoir accéder à une information précise et fiable sans autre outil qu'un simple PC, quelle que soit l'origine de cette donnée, l'endroit où l'on se trouve et quel que soit l'agent qui en fait la demande pourvu qu'il en ait l'autorisation. Telle est la problématique à laquelle sont confrontés nombre d'exploitants de réseaux d'eau potable ou d'irrigation. Car bien souvent, les réseaux se sont constitués au fil du temps, en fonction de l'évolution des besoins, générant une hétérogénéité des parties qui le constituent aussi bien que des instruments d'acquisition et des systèmes d'informations qui concourent à son exploitation. Pour fédérer ces ensembles et sous-ensembles hétérogènes, Rockwell Automation propose une solution capable de se connecter à tous types d'applications et d'obtenir tous types de données quelle qu'en soit la source et ce en temps réel. « FactoryTalk VantagePoint », c'est le nom de cet applicatif, offre un accès unifié à toutes les sources de données disponibles sur un réseau dans son ensemble ou l'un de ses quelconques sous-ensembles. « FactoryTalk VantagePoint » utilise des « connecteurs » pour accéder aux informations contenues dans les bases de données de toutes les applications existantes, applications du monde Rockwell Automation ou applications tierces », explique Vincent Guillaumie, Responsable solutions eau au niveau européen chez Rockwell Automation. Facile à mettre en place, cet outil de reporting ne nécessite aucun logiciel supplémentaire. Les connecteurs s'installent automatiquement et l'information présentée est une information « temps réel », donc à jour : toutes les données restent en effet à leur emplacement d'origine et aucun stockage intermédiaire n'est créé. « Les rapports web fournis peuvent être statiques ou dynamiques ouvrant la voie à un suivi des consommations et à une recherche des fuites », souligne Olivier Pierlot, chargé du développement grands comptes chez Rockwell Automation. FactoryTalk VantagePoint produit des rapports accessibles via un simple navigateur Internet, utilisables par tous les agents d'exploitation, quel que soit leur niveau de formation : tableaux de bord, courbes de tendance, graphes et rapports Excel... L'outil constitue l'une des briques des solutions proposées par Rockwell et peut, à ce titre, être associé avec d'autres outils comme RSview, un outil de supervision qui s'utilise aussi bien en monoposte qu'en configuration multi-serveurs et/ou multiclients. « L'originalité de ce superviseur réside dans le fait que sa taille est fonction du nombre de vues nécessaires à l'exploitant et non pas en fonction du nombre de points qu'il faut traiter, souligne Olivier Pierlot. C'est une spécificité particulièrement intéressante pour les réseaux de taille petite ou moyenne car cela permet à l'exploitant d'accéder à la supervision sans s'acquitter d'un ticket d'entrée trop élevé ». Particulièrement souple et polyvalent, l'outil intègre Microsoft Visual Basic ce qui permet à n'importe quel intégrateur du marché de développer des fonctionnalités spécifiques en fonction des besoins exprimés. En France, plusieurs ouvrages exploités par la Sevesc ou encore Lyonnaise des Eaux reposent sur ces outils qui équipent également plusieurs réseaux d'irrigation en Espagne et en Italie. En matière de réseaux hydrauliques, Rockwell Automation a acquis une expertise reconnue grâce à son Centre de Recherches et de Développement basé à Prague qui abrite plusieurs outils de simulation développés spécifiquement pour les problématiques réseaux. Ces outils permettent d'étudier, d'analyser et de prévoir le comportement d'un réseau en fonction de nombreux paramètres et permettent par exemple d'optimiser les rendements, de définir des modes de fonctionnement en modes dégradés ou encore de mettre en place une maintenance prédictive.]
[Publicité : Lacroix Sofrel]
[Photo : SmartBall est un procédé développé par Advitam qui permet de détecter les fuites sur les canalisations de gros diamètres. Un capteur acoustique logé dans une balle en mousse est introduit à un point de la conduite d’eau. Porté par le flux, il se déplace et enregistre les informations acoustiques sur les fuites qu'il rencontre. Après récupération du capteur en aval, les informations mémorisées sont décryptées pour obtenir une localisation précise des fuites.]

Virtuelle de ce sous-réseau de distribution va permettre de simuler son fonctionnement dans son état actuel mais aussi d’évaluer l’effet de modifications des infrastructures existantes ou des conditions d’exploitation. Il permettra également d’effectuer des investigations de terrain non intrusives visant à localiser avec précision les fuites en vue de leur réparation.

Mais pour ceci, il faut préalablement instrumenter le réseau en l’équipant d'outils capables de mesurer les flux transitant dans les différents sous-réseaux. Ces outils d’acquisition, nombreux, se regroupent par familles dont chacun présente des atouts particuliers.

Les compteurs proposés par ABB, Elster, Itron, Sensus ou Sappel fournissent une bonne qualité de mesure sans nécessiter d’alimentation électrique. En revanche, la mesure n'est le plus souvent qu'unidirectionnelle, à l'exception des compteurs à brides Sensus de la gamme MeiStream qui assurent un comptage dans les deux sens. Les débitmètres proposés par ABB, Krohne, Engineering Mesures, Endress+Hauser, Hydreka ou Tecfluid présentent eux l’avantage de n'occasionner aucune perte de charge et d'être bidirectionnels. Mais la sortie de nouveaux appareils dédiés à la sectorisation des réseaux d’eau potable rend toutefois ce distinguo moins pertinent. Le nouveau Waterflux 3070 de Krohne se distingue ainsi à la fois des débitmètres et compteurs traditionnels en offrant plusieurs avantages : il ne nécessite pas de longueurs droites en amont et en aval et peut donc être installé dans des regards de petites dimensions. Il offre une grande précision de mesure pour la transaction commerciale et, en tant que compteur électromagnétique, il est plus performant que les compteurs mécaniques sur le plan de la perte de charge et de la stabilité à long terme. De plus, en supprimant tout besoin de filtre et de redresseur d'écoulement en amont et en ne nécessitant ni entretien ni nettoyage, il offre, par rapport aux compteurs mécaniques, des avantages de coûts importants pour les diamètres importants. Disponible du DN 25 au DN 600, il peut également être utilisé avec un module GSM pour la transmission à distance des données de mesure et informations d’état et son autonomie énergétique annoncée est de 15 ans.

De son côté, ABB vient d’intégrer la technologie GSM et un enregistreur de données dans ses compteurs d'eau électromagnétiques FieldIT AquaMaster, autorisant ainsi la collecte des données à distance où que soient installés ces débitmètres. L'accès distant immédiat via le GSM permet notamment la réduction des coûts associés à l’exploitation traditionnelle des débitmètres et compteurs en réduisant considérablement les temps d'accès ainsi que les...

[Encart : Transmettre des données à moindre coût En général, l'optimisation et la gestion du réseau d'eau potable passe par une instrumentation du réseau et une connexion à des équipements de télégestion. Ces différents équipements sont interconnectés entre eux par un réseau filaire ou radio vers un poste de supervision afin de mesurer, enregistrer et contrôler les différents paramètres surveillés. Westermo propose une solution innovante (DDW120/DDW225) permettant de faire passer des communications Ethernet en réutilisant les anciens câbles (paires cuivres) existants sur ces sites. On peut ainsi constituer des liens haut débit Ethernet entre les différents équipements d'un site sur des longueurs de câbles atteignant plusieurs kilomètres vers le ou les postes de supervision et ceci à moindre coût. Outre le débit, Ethernet offre l'avantage de pouvoir passer plusieurs communications simultanées dans le même câble et d’offrir des possibilités d’extensions supérieures. Lorsqu'il n'est pas possible d’utiliser les câbles existants ou lorsque les distances sont trop importantes (entre deux sites ou deux villes), Westermo propose des solutions Ethernet/Radio (RM80) ou des routeurs Ethernet/GPRS/2G/3G (MRD-310) ou encore des routeurs Ethernet/ADSL.]
[Photo : Le compteur électromagnétique ABB Aquamaster, certifié OIML R49 et MID, est désormais disponible en version GSM permettant ainsi la remontée d’informations où que soit installé le débitmètre. Il peut être installé sans longueurs droites nécessaires (OD amont - OD aval).]
[Photo : En plus des avantages du Correlux P1, le P200 de SebaKMT International offre l'analyse multifréquence, la mesure d’ensemble automatique, l'assistance GPS, l’analyse de corrélation 2D/3D, l'enregistrement des données des bruits, le programme de représentation schématique intégré, la multi-corrélation, l’analyse de la qualité de corrélation (CQA), analyse FFT, la mesure de vitesse, les fonctions de rapport documenté (jusqu’à 10 sections de conduites).]
[Publicité : Sensus]
[Photo : Aquadis+ est le compteur volumétrique eau froide résidentiel dernière génération d'Itron. Doté d’une boîte mesurante innovante lui conférant de bonnes performances métrologiques, il peut recevoir le module de communication EverBlu Cyble.]

erreurs potentielles de saisie des classiques collectes manuelles d’informations sur les compteurs. Utilisant la même technologie que les téléphones cellulaires, les compteurs Aquamaster d'ABB sont désormais joignables à partir d’un ordinateur de bureau ou portable, et aussi par messagerie SMS.

Les utilisateurs ont donc un accès total aux trois enregistreurs de données internes du débitmètre, deux d’entre eux archivant les informations de débit et pression en ligne et le troisième les cumuls de débit ou totalisations journalières. Les données téléchargeables depuis les enregistreurs de données de débit et pression sont disponibles sous deux bases de temps réglables de 15 minutes jusqu’à une haute résolution d’une minute, permettant ainsi d’identifier avec précision les fluctuations du procédé et de repérer aisément tout problème potentiel sur les réseaux d'eau.

En plus du téléchargement à distance des enregistreurs de données internes, l’opérateur est aussi en mesure de pouvoir modifier la configuration des instruments et de lancer des investigations à des fins de maintenance en ligne via le GSM. Les coûts de déplacement sont désormais réduits à leur plus simple expression puisqu’il n’est plus désormais nécessaire de dépêcher de technicien sur place.

De plus, par la messagerie SMS, l’opérateur peut à tout moment interroger l’Aquamaster par l’envoi de « Texto ». L’Aquamaster répondra directement à l’opérateur par un message texte lui fournissant les informations spécifiques qu’il désire (exemple : état des alarmes de diagnostic, contenu des totalisateurs, débit instantané, pression en ligne, ... ou tout paramètre spécifique du débitmètre). L’Aquamaster peut aussi fournir ses informations par messages texte d’une façon cyclique, sans que l’opérateur soit obligé d’en faire la demande systématique. Des remontées d’informations automatisées par SMS peuvent aussi être reçues, décodées puis intégrées dans toute base de données ou logiciel d’exploitation spécifique afin de disposer de véritables informations en temps réel. En complément, l'utilisateur peut désormais changer tout type de paramètre de configuration du débitmètre par l’envoi d’un simple Texto.

Les débitmètres à insertion PrimeProbe 2 de Primayer, Flomat de Tecfluid et Hydrins d'Hydreka offrent également une bonne précision de la mesure à faible vitesse et sur une grande plage de mesure ce qui leur permet de répondre efficacement aux besoins de la sectorisation, de la modélisation, du contrôle et du suivi des débits nocturnes.

Avec HydrINS, Hydreka a conçu une mini sonde à insertion dotée d’un capteur électromagnétique de 15 mm, facilement insé-

[Photo : Le Laboratoire d’essais des compteurs d’eau (LECE) créé en 1976 par Veolia Eau réunit à Vandoeuvre-lès-Nancy trois familles d’équipements omniprésents au sein des réseaux d’eau potable : compteurs, matériels de télérelève et prélocalisateurs. Objectif : constituer un centre d’expertise interne pour évaluer les matériels au travers d’essais normalisés mais aussi externe en devenant force de proposition vis-à-vis des fabricants.]
[Publicité : Éditions Johanet]
[Publicité : HITECH]
[Publicité : geowest]
[Publicité : Itron]

Sewerin

[Photo : SeCorrPhon AC 06 de Sewerin associe un corrélateur portable et un détecteur électroacoustique dans un seul et même boîtier. L'ensemble, accessible aux débutants comme aux spécialistes, est adapté aux corrélations dans les endroits difficiles d’accès (rural, urbain…), les corrélations d'urgence (astreinte) et l’écoute électro-acoustique sur tout type de supports.]

Raccordable dans la conduite à travers un raccord en ¾ pouce. Cette avancée technologique permet la mesure de faible vitesse (inf à 2 cm/s) sur des diamètres jusqu’à 70 mm sans perturbation de l’écoulement et avec toujours la même facilité de maintenabilité et donc d’étalonnage. La sonde à insertion HydrINS 2 mini peut être utilisable en poste fixe ou en portable, avec ou sans afficheur et raccordable à un enregistreur de données pour transfert des données par SMS ou GPRS.

Ultraflux propose de son côté une large gamme de débitmètres par mesure du temps de transit avec des solutions externes en charge ou intrusives pour des conduites de 8 mm à 10 m de diamètres. Le nouveau débitmètre portable UF 801-P biconduite, associé à deux paires de sondes clamp-on, permet de détecter les pertes d’un réseau en quelques minutes mais peut également être installé sur site pendant 3 semaines sous alimentation, stockant alors les mesures en attendant leur exploitation dans Excel. Les débitmètres fixes, acceptant jusqu’à 8 paires de sondes externes ou intrusives, permettent une mesure extrêmement précise du débit et peuvent être couplés à un système de communication par modem.

Quoi qu'il en soit, compteurs ou débitmètres, même traditionnels, peuvent être connectés via des outils désormais dédiés à la sectorisation, c’est-à-dire non plus adaptés mais conçus pour résister aux environnements hostiles des chambres de comptages qui soumettent les équipements à de rudes épreuves et sur de longues périodes. Lacroix Sofrel a, le premier, proposé une gamme spécifiquement destinée à la sectorisation : les produits de la gamme LS ont été conçus pour être installés en regards. Indifféremment connectés aux têtes émettrices de compteurs ou de débitmètres, ils enregistrent régulièrement les index de comptage. Leurs points forts sont désormais bien connus : étanches IP68, ils sont alimentés par une pile lithium longue durée qui peut être changée par l'exploitant lui-même et sont équipés d’une antenne spécifiquement étudiée pour une installation souterraine. Ils communiquent par SMS vers un poste central ou un superviseur. Privilégiés par les exploitants pour la fiabilité de la mesure et leur simplicité de mise en œuvre, ces équipements font figure de référence en matière de sectorisation. Dans le Nord de la France, la quinzaine de LS42 qui équipe le réseau d'eau potable géré par le Centre régional Eau et Force Nord-Ardennes (Filiale de Lyonnaise des Eaux) instrumentent un réseau désormais sectorisé à 80 %. Résultats : plusieurs points de rendements gagnés en moins de 3 ans (Voir EIN n° 321). À quelques kilomètres de là, sur le district de Lens-Liévin, une cinquantaine de postes locaux de sectorisation LS permettent à l’agence Veolia Eau d’analyser quotidiennement tout ce qui s'est passé sur son réseau au cours des dernières 24 heures, à commencer par les volumes mis en distribution dans chaque secteur, ce qui permet de repérer facilement, par comparaison, les écarts importants de consommation. Cette démarche a permis au délégataire de gagner 1 point de rendement par an au cours des 5 dernières années.

DSA vient de lancer de son côté un nouveau concept baptisé eVigilance CS, qui regroupe une chaîne de collecte et d’exploitation de données dans le domaine du comptage sectoriel. eVigilance CS associe des outils d’acquisition conçus pour les regards, IP 68, simples à mettre en œuvre, équipés d’une SD card, autonomes en énergie, transmettant les données en GPRS à un système d’analyse et d'aide à la décision personnalisable, accessible sur serveur web et entièrement ouvert puisque les fichiers sont libres et ne nécessitent pas de logiciel spécifique pour leur exploitation. Au-delà d'une meilleure connaissance du fonctionnement du réseau et de ses sous-ensembles, la sectorisation ouvre la voie à la prélocalisation et à la détection des fuites.

La prélocalisation et la détection des fuites

La sectorisation du réseau en plusieurs sous-ensembles permet une analyse plus fine du comportement de chacun d’eux en repérant plus facilement les tronçons dégradés, voire fuyards. Elle ouvre la voie à une prélocalisation des fuites qui consiste à vérifier au sein d'un sous-ensemble donné la présence de fuites et à en déterminer la position avec une précision de l’ordre d'une centaine de mètres. La prélocalisation constitue un préalable à la détection d'une fuite, qui définit sa position avec une précision de l’ordre du mètre. C’est une démarche peu coûteuse pour la collectivité : le rapport sur les “Coûts et bénéfices économiques de la performance dans les services d'eau et d’assainissement” établi pour le compte du MEEDDM en 2006 avait évalué le coût de la sectorisation et des prélocalisations de fuites en systématique entre 0,4 et 2 €/abonné/an. Elle consiste à installer temporairement ou en poste fixe des capteurs chargés de détecter les bruits indicateurs de la présence d'une fuite puis de transmettre l'information via le réseau GSM/GPRS à un outil d’analyse.

Traitement des données : quand les outils convergent

En complément de toutes ces évolutions, les outils de collecte et de traitement des données évoluent rapidement pour répondre aux besoins nouveaux des utilisateurs. Le superviseur Topkapi dispose, par exemple, d'une vingtaine de nouveaux protocoles de communication permettant de raccorder directement les équipements de toutes sortes. Les utilisateurs bénéficient ainsi d'un outil commun pour l'acquisition et le traitement de l'ensemble des informations issues du terrain ; il n'est pas nécessaire de mettre en œuvre des outils distincts pour, par exemple, la prélocalisation de fuites et la surveillance du réseau.

Pour faciliter le traitement des données et le diagnostic, dans la toute dernière version de Topkapi, l'opérateur peut élaborer à la volée des courbes faisant le bilan des volumes en entrée/sortie sur un segment de réseau en entrant de simples formules de calcul ; en superposant ces courbes sur différentes périodes de temps, il est très facile pour l'opérateur de déceler si une anomalie est purement temporaire ou si elle correspond à la réelle apparition d'une fuite.

Parmi les nombreuses évolutions figure aussi pour la supervision la capacité à s'interfacer avec les systèmes d'information géographiques. Via les services WMS (Web Map Services) le superviseur peut afficher une carte du réseau et lui superposer les mesures acquises en temps réel. Ainsi, l'outil de gestion du patrimoine et l'outil d'exploitation temps réel travaillent-ils de concert pour fournir à l'opérateur une information complète tout en signifiant la maintenance en parallèle des différents systèmes.

Ces capteurs relayés par des dataloggers sont proposés par Sewerin, TD Williamson, Neotek, Hydreka, Primayer ou encore Seba. On en trouvera une description détaillée page 53.

Une fois la présence de la fuite avérée, il faut passer à l'étape suivante qui consiste à la localiser le plus précisément possible. Plusieurs techniques ont cours, chacune répondant à des contraintes particulières. La méthode acoustique est une technique d'auscultation simple qui ne demande qu'un appareillage réduit. Mais elle exige beaucoup d'expérience et une oreille exercée de la part de l'opérateur. La corrélation acoustique permet de déterminer avec précision la position exacte d'une fuite en se basant sur la différence des temps de propagation du bruit grâce à deux capteurs placés aux deux extrémités de la canalisation. L'arrivée des corrélateurs numériques tels que l'Enigma de Primayer, le SeCorr 300 de Sewerin, l'Aquasscan 610 de TD Williamson, MicroCorr DX et SoundSens d'Hydreka, ou encore Correlux-P1 de Seba fiabilisent et simplifient la technique qui gagne en pertinence tout en élargissant son champ d'application : la détection des fuites sur les conduites non métalliques, de plus en plus nombreuses sur les réseaux d'eau potable, ne pose plus de réels problèmes. Pour la mettre en œuvre, trois possibilités : acheter, louer ou encore recourir aux services de sociétés spécialisées depuis de longues années, capables de tirer le meilleur parti de ces matériels telles que Gerris, département de Sappel, Fast Detection, S.E.T.E.C. ou Geowest par exemple. Ils réalisent de véritables audits des canalisations, une vérification des éléments, un contrôle d'étanchéité et une localisation des fuites, premier pas vers une meilleure connaissance de l'état des réseaux.

D'autres méthodes de détection de fuites consistent à utiliser les gaz traceurs. Elles sont mises en œuvre par des prestataires tels que Gerris, Geowest ou Heliotrace. L'hydrogène est utilisé sur les branchements ou les tronçons très courts. L'hélium, plus rémanent et mesuré par spectrométrie de masse, permet une grande polyvalence. Il a été mis en œuvre d'abord là où les méthodes acoustiques se montraient peu efficaces comme sur les ouvrages en gros diamètre et les canalisations en PVC, les environnements bruyants ou la localisation de micro-fuites. Cette technique s'est révélée particulièrement fiable et économique sur tout type de réseaux. Sur les petits réseaux communaux, elle est employée directement, sans travaux préparatoires comme sectorisation, prélocalisation, démaillage, curage des bouches à clé. Elle s'adapte aux canalisations de matériaux variés, aux grandes longueurs sans points de contact et permet l'inspection de 4 km de réseau par jour. Heliotrace, spécialisée en ce domaine, a acquis une bonne maîtrise dans sa mise en œuvre. Elle intervient localement sur les réseaux de distribution d'eau potable, mais également dans toute la France sur des canalisations neuves ne passant pas l'épreuve de réception, ou les réseaux Sprinkler dont l'étanchéité doit être parfaite. Elle forme également des techniciens à l'étranger.

Signalons également d'autres procédés tels que le procédé SmartBall développé par Advitam pour les grosses conduites (Voir EIN n° 328) qui permet d'intervenir plus rapidement sur les fuites pour gagner en rendement mais aussi identifier les tronçons à

[Publicité : Guide de l'eau]
[Photo : Compteur 620C à corps composite de Sensus, équipé d’un module radio Sensus(S)cout’S. Ici avec totalisateur plastique, il est également commercialisé en version verre-métal, donc sans essuie-glace.]

Renouveler et hiérarchiser les priorités. En ce sens, ces méthodes constituent la base de toute gestion patrimoniale des réseaux d’eau potable.

Et les résultats sont là. À Metz, Veolia Eau a équipé les 32 000 compteurs de ses abonnés de modules de télérelève et installé 634 prélocalisateurs (SePem® 01 GSM de Sewerin) avant d’engager des campagnes de corrélation acoustique basées sur une sectorisation (27 zones) segmentée par 55 compteurs et débitmètres reliés par transmetteurs GSM à un poste de télésurveillance. Résultat : entre 2007 et 2008, le nombre de fuites réparées est passé de 619 à 802 sur les canalisations et branchements. Des chiffres qui ont doublé par rapport à 2004.

À Auxerre, Lyonnaise des Eaux a équipé courant 2007 le réseau de 50 prélocalisateurs à poste fixe (SePem® 01 GSM de Sewerin) couvrant 250 km de réseau sur un total de 550 km, un capteur couvrant un linéaire relativement important (5 km en moyenne) du fait du fort maillage du réseau. En quelques mois, les délais de détection de fuite ont été très nettement réduits, permettant une économie d'eau produite dépassant les 1 000 m³ par jour.

Un autre organe bénéficie des progrès de l’électronique et de la multiplication des protocoles de télécommunications et joue un rôle croissant en matière de rendement des réseaux : le compteur domestique, devenu communicant.

Le compteur domestique devenu communicant

Le compteur, parce qu'il permet le recouvrement des coûts auprès de l’usager, est l’élément clé du réseau. Jusqu’à présent, il n’était pas considéré comme un élément clef de la gestion quotidienne des pertes sur les réseaux. Mais les choses ont changé. Ses qualités métrologiques font l’objet d'une attention croissante si bien qu’aujourd’hui certains compteurs volumétriques démarrent à partir de 0,5 litre par heure, débit caractéristique de fuites et donc de gaspillage, ce qui représente 4 à 5 m³/an. Multiplié par quelques dizaines, voire centaines de milliers de compteurs, cela représente un manque à gagner conséquent et surtout récurrent qui ne laisse plus insensible les gestionnaires du réseau. On veille donc à sa qualité métrologique comme on surveille son vieillissement, souvent générateur de phénomènes de sous-comptages susceptibles d’occasionner des manques à gagner très importants.

Conscients de ces enjeux, les distributeurs n’ont pas attendu pour réagir. Le Laboratoire d’essais des compteurs d'eau (LECE) créé en 1976 par Veolia Eau réunit ainsi depuis 2009 à Vandoeuvre-lès-Nancy trois familles d’équipements omniprésents au sein des réseaux d’eau potable : compteurs, matériels de télérelevé et prélocalisateurs. Objectif : constituer un centre d’expertise interne pour évaluer les matériels au travers d’essais normalisés mais aussi externe en devenant force de proposition vis-à-vis des fabricants. Des enjeux cruciaux puisque Veolia Eau renouvelle, en France uniquement, environ 650 000 compteurs chaque année ! L'opérateur dispose d’ailleurs d’autres laboratoires de ce type notamment à Ivry (94), en Chine, en République tchèque, en Roumanie et au Maroc.

Mais le compteur n’est pas revenu au premier plan pour ses seules qualités métrologiques. Il est surtout devenu communicant. La télérelève, encore présentée comme une innovation il y a quelques années, s’est banalisée. Interrogeable à distance lors d'une tournée en passant à proximité, le compteur ainsi équipé dispensait de pénétrer dans des lieux privés et évitait toute erreur de lecture. Mais les réseaux de télécommunications permettent aujourd’hui d’aller beaucoup plus loin. Chaque compteur équipé peut désormais communiquer avec une borne fixe chargée de relayer l'information vers un réseau de télécommunication pour arriver directement dans les locaux du distributeur et de la collectivité mais également chez le consommateur.

Le changement ? Une liaison non plus épisodique mais permanente. Le comptage étant à la base de toute détection des fuites, il devient possible de relever à heure fixe, chaque jour ou semaine, une consommation pour s’assurer d'une absence de dérive. Bref, le compteur de l'abonné, autrefois inaccessible pour l’opérateur, est en passe de devenir un élément clé de la gestion du réseau. Seul frein à la généralisation de ces systèmes, la guerre des protocoles et des fréquences de communication, aujourd’hui différents.

Malgré tout, les offres se multiplient. EverBlu d'Itron, une solution de télérelève radiofréquence centralisée et multi-énergies, est une bonne illustration de ces avancées. Elle apporte aux gestionnaires de réseaux des informations fréquentes, pertinentes et surtout valorisables en vue de consolider les consommations, de calculer les indicateurs de performance et d’optimiser la gestion du réseau de distribution. Elle permet de facturer les consommations plus fréquemment et, en cas de changement d’occupant, sur la base d’index réels. Elle participe à l’optimisation de l’exploitation grâce aux alertes quotidiennes en cas d’anomalies de consommations, en réduisant les déplacements nécessaires.

[Photo : Chez Sappel, c’est Altair® V4, un compteur composite compact susceptible d’être équipé à tout moment du module radio Izar ou de l'émetteur d’impulsion Pulsar (Ha ou Ti) qui retient l'attention. Primé par le ministère de l'écologie et du développement durable, c’est un compteur éco-conçu, approuvé en R=800 (seul compteur à ce jour à proposer cette dynamique de mesure).]
[Photo : Elster présente de son côté le V200P, son nouveau compteur en polymères, disponible en version traditionnelle ou équipé d’un module radio basé sur la technologie Wavenis pour mettre à disposition de l’exploitant et de l'utilisateur des données en temps réel permettant au premier d’optimiser la gestion de son service et au second d’optimiser le coût de ce service.]

Délais et les coûts d’intervention, en fournissant des historiques détaillés pour la planification des besoins. Enfin, l’offre d’Itron, comme celle de la plupart des fabricants de compteurs mécaniques, ouvre la voie à de nouveaux services en optimisant la relation client : alerte en cas de fuite et de consommations anormales, fourniture d’informations détaillées, voire en temps réel, sur les consommations, mise en place de nouveaux supports de communication (portail Web, courrier, SMS...) et tout ceci en respectant l’espace privatif des usagers.

Derrière cette offre, un compteur équipé d’un module radio EverBlu par une communication radio 433 MHz et 868 MHz, un réseau de collecteurs chargés de recevoir, de mémoriser puis de transmettre à un « Access Point » les données transmises quotidiennement et automatiquement par les compteurs environnants et le logiciel PC EverBlu Host, le cœur du système qui pilote la collecte des données, gère les informations télérelevées et supervise l’infrastructure radio.

Chez Sensus, l’innovation s’appellera iPerl.

iPerl conjuguera communication avec innovation métrologique. Basé sur une technologie de type statique, fruit d’un nouveau brevet, iPerl sera un compteur en composite à passage intégral. Plus de risque de bouchage ni de blocage, plus de pièces mécaniques, moins de pièces en mouvement et donc moins d’usure. iPerl a été conçu pour se substituer facilement et rapidement à tous les types de compteurs résidentiels traditionnels en en gommant la plupart des faiblesses. Il sera bien sûr équipé d’un module radio permettant d’utiliser différents protocoles de communication, notamment le protocole Wavenis.

Chez Sappel, c’est Altair® V4, un compteur composite compact susceptible d’être équipé à tout moment du module radio Izar ou de l’émetteur d’impulsions Pulsar (Ha ou Ti) qui retient l’attention.

Primé par le ministère de l’Écologie et du Développement durable, c’est un compteur éco-conçu, approuvé en R = 800 (seul compteur à ce jour à proposer cette dynamique de mesure). Parmi ses points forts, l’amélioration du débit de démarrage à 0,5 l/heure qui permet un comptage encore plus fin des petits débits, une robustesse identique aux modèles laiton et un poids diminué de 55 %. Comme ses confrères, le groupe Diehl Metering dont fait partie Sappel se positionne clairement sur le marché du comptage intelligent, le “smart metering” et multi-énergies. Le groupe Diehl Metering a ainsi vendu plus de 3,5 millions de produits radio en 2009.

Elster présente de son côté le V200P, son nouveau compteur en polymères, disponible en version traditionnelle ou équipé d’un module radio pour mettre à disposition de l’exploitant et de l’utilisateur des données en temps réel permettant au premier d’optimiser la gestion de son service et au second d’optimiser le coût de ce service.

Un module radio logiquement basé sur la technologie Wavenis, en passe de devenir le nouveau standard du télérelevé avec un ratio prix/performance favorable et une maturité industrielle certaine. Pour répondre aux besoins grandissants des intégrateurs de la technologie Wavenis et fidèle à sa stratégie de standardisation, Coronis a lancé la « Wavenis Open Source Alliance », une alliance destinée aux industriels, centres de R&D, fournisseurs de circuits intégrés qui regroupe déjà des poids lourds tels que Orange, Veolia Water, Elster, etc. Les membres de l’alliance disposent de tous les outils nécessaires au développement de leurs propres applications tout en contribuant à faire évoluer les spécifications de Wavenis. L’objectif est de fédérer une communauté utilisatrice de la technologie Wavenis pour créer de la valeur autour de ce noyau technologique et ainsi dynamiser son adoption sur divers types d’applications.

Cet article est réservé aux abonnés, pour lire l'article en entier abonnez vous ou achetez le
Acheter cet article Voir les abonnements