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L’intelligence numérique, pour une gestion optimisée des réseaux d’eau
Patrick Philipon de TECHNOSCOPE 12 juillet 2018 Paru dans N°413 - à la page 33

Dans le domaine de l’eau, en particulier l’eau potable, les réseaux intelligents deviennent une réalité. Les composants en sont connus : des capteurs, un support de communication, des capacités de traitement des données recueillies, le tout autant que possible en temps réel. Toutes ces briques existent aujourd’hui sur le marché, l’enjeu étant de les faire fonctionner ensemble. Reste surtout aux exploitants de réseaux à déterminer leurs besoins : l’intelligence pour quoi faire ?

À la tête de patrimoines vieillissants, soumis à de strictes contraintes environnementales, économiques et réglementaires, les exploitants de réseaux d'eau cherchent à optimiser leur gestion. Pour cela, ils se tournent de plus en plus vers les TIC, cherchant à rendre leur réseau “intelligent”. Ils le bardent donc de capteurs qui fournissent en temps réel (ou en tout cas à fréquence élevée) de nombreuses données simples sur son état. Données envoyées vers une centralisation dotée de capacités d'analyse, et capable d'en tirer des renseignements pour diagnostiquer un problème, planifier les interventions ou les opérations de maintenance, et de manière générale optimiser la performance du réseau. « C'est la compilation de multiples données, individuellement pas très intéressantes, qui permet de faire émerger un sens », explique Pascal Perrière, directeur commercial chez Diehl Metering.
Le dispositif ZoneScan de Gutermann, composé d’enregistreurs-corrélateurs de fuites, de stations-relais ainsi que de modules de recueil de données, vise à assurer une surveillance en continu des fuites pour en réduire le nombre.

Tout cela suppose évidemment un canal de transmission des données. « Cela dépend des situations locales, mais dès lors qu'un téléphone portable passe dans un secteur, la télégestion peut contribuer à rendre un réseau intelligent, explique Benoît Quinquenel chez Lacroix Sofrel. Pour les zones d'ombre, il existe d'ailleurs d'autres solutions, basées sur la radio propriétaire, par exemple. Les infrastructures sont toutefois de plus en plus ouvertes, tournées vers Internet, ce qui permet de communiquer en permanence, donc de gagner en réactivité. Les réseaux deviennent “tout IP”, c'est la révolution du moment ».

La détection de fuites : un souci d’actualité

Préoccupation première de tout exploitant de réseau d'eau, la recherche des fuites qui va faire l’objet d’obligations très précises à l’issue des Assises de l’eau qui doivent se tenir d’avril à novembre 2018. Elle suppose classiquement une approche sur le terrain, par étapes (voir EIN 403), autant que possible sur un réseau déjà sectorisé.

La détection “intelligente” de fuite peut se réaliser par plusieurs approches.

Des firmes comme Gutermann, Seba, VonRoll Hydro ou Hydreka prônent la corrélation automatique. « Cela a représenté une grande avancée dans la vie des réseaux, il y a cinq ans. Au lieu de signaler "il y a un bruit", la technique poussée au bout permet de dire où se situe la fuite », explique Luc Bade, directeur commercial France chez Gutermann. Sa société a pour cela développé des corrélateurs fixes, disposés à intervalles réguliers sur le réseau (jusqu'à 150 mètres pour les appareils munis d'un bon micro). Ces Zonescan 820 sont en fait des enregistreurs de bruit, munis de microphones et synchronisés à la milliseconde. Ce qui les rend “intelligents”  ? Tous les matins, ils envoient - par GSM ou réseau radio propriétaire (avec des concentrateurs Zonescan Alpha) - leurs fichiers son, enregistrés la nuit lorsque la consommation est minimale, vers le logiciel Zonescan.net hébergé dans un serveur opéré par Gutermann. C'est ce dernier qui réalise l'analyse de corrélation et envoie automatiquement les résultats à l'exploitant. « Chaque client dispose d'un identifiant et d'un mot de passe et peut accéder à ses résultats à partir de n'importe quel ordinateur », précise Luc Bade.
Bien entendu, il existe des passerelles vers les outils de supervision tels que ceux développés par Areal, Codra, COPA-DATA ou encore IT Mation. Ou encore vers des outils spécifiques. Les résultats sont par exemple renvoyés directement vers Hublo, le système de supervision global de la Métropole du Grand Lyon, qui a installé 6.000 corrélateurs Gutermann sur son réseau.

Pour les canalisations de transport de gros diamètres (Feeders de plus de 600 mm), que l'on ne peut pas équiper de multiples loggers classiques, Gutermann propose un hydrophone à poste fixe pourvu de la fonction corrélation quotidienne, une première pour ce type d'appareils. Le Hiscan, qui peut s'intégrer à une solution de type Zonescan, est équipé d'un panneau solaire pour l'énergie. Il exploite la propagation du son dans l'eau pour capter des bruits jusqu'à 800 mètres, quel que soit le matériau de la conduite. Il peut donc se placer sur les vannes situées à l'extrémité de chaque chambre de conduite. Depuis début 2018, le Grand Lyon est en phase de déploiement de cette solution sur des conduites en fonte de 600 mm.

Plus sensible, moins gourmande en énergie, la 5ème génération de loggers de bruit Sewerin permet d’identifier les fuites existantes de façon fiable. Ils sont posés de façon magnétique sur les tiges de manœuvre de vannes. Le microphone intégré au logger transforme le bruit de structure de la conduite en signal sonore. Celui-ci est régulièrement enregistré pendant les créneaux de basse consommation, en général la nuit, quand aucun bruit parasite n’est présent.

« Nous avons fait le choix de ne pas utiliser la corrélation fixe mais de proposer la sectorisation acoustique » affirme pour sa part Maxime Kieffer chez Sewerin, qui développe des loggers de bruit communicants. Pourquoi ? « Nous posons un capteur tous les 400 mètres au lieu d'un tous les 100 à 150 mètres pour la corrélation. De plus, nos capteurs n'envoient qu'une information de fréquence triée - c'est là que réside leur intelligence propre - et non des fichiers son. D'où de moindres besoins en bande passante et une consommation énergétique minimale, d'autant qu'ils n'ont pas à faire de corrélation. Nous pouvons ainsi garantir le fonctionnement sans changement de pile pendant plusieurs années. Et comme la corrélation fixe ne fait gagner que peu de temps sur chaque recherche de fuite par rapport à notre solution, et pour un investissement plusieurs fois supérieur, nos clients font vite le calcul… » Résultat, la firme a installé en France près de 20.000 loggers SePem de différentes générations depuis 2004.

En général, les réseaux sont équipés de loggers communicant par GSM, de type Ortomat chez VonRoll Hydro, HydroCorr chez SebaKMT ou SePem 150 chez Sewerin, auquel va bientôt succéder le SePem 300. Mais Sewerin propose aussi le SePem 200, muni d'un câble sur lequel peut s'adapter n'importe quel module radio, ce qui permet d'utiliser des systèmes radio propriétaires comme Suez Smart Solutions ou Homerider opéré par Birdz si l'exploitant du réseau en dispose. Quel que soit le mode de communication, l'information remonte vers le logiciel Sewerin implanté dans le serveur du client, utilisable sous Windows XP et Vista. « Certains grands comptes, comme par exemple Veolia, utilisent leur propre logiciel, souvent couplé à un SIG, alors que notre logiciel maison utilise plutôt des interfaces de type Google maps ou Bing maps », explique Maxime Kieffer.

Les mesures de débit et de pression constituent des informations clés pour la sectorisation et la détection de fuites qui nécessitent une comparaison des valeurs de pression et de débit.
C’est pourquoi le nouveau Waterflux de Krohne propose désormais en option une sonde
de pression et de température intégrée au débitmètre.

Le SEDIF a ainsi posé plus de 1.000 loggers de bruit Sewerin en banlieue parisienne. La communauté urbaine du Grand Poitiers a également opté pour cette solution, avec l'aide financière et technique de l'Agence de l'eau Loire-Bretagne. « Avec la sectorisation classique de nos 1.200 kilomètres de tuyaux, nous obtenions des résultats juste corrects en termes de rendement du réseau. Entre 2016 et 2017, nous avons installé 600 capteurs Sewerin… et le rendement a bondi de 78 % à 88 %. Nous prélevons aujourd'hui environ 10 % d'eau en moins (soit un million de m³ économisés chaque année) dans la ressource » se félicite Laurent Lucaud, vice président du Grand Poitiers en charge de l'eau et de l'assainissement. François Vacossin, directeur technique de la régie des eaux, précise les choix : « Suez opérait déjà un réseau radio avec les bailleurs sociaux. Sewerin s'est donc associé avec eux pour fournir des loggers radio compatibles avec le réseau ON'Connect, et envoyant les données dans le logiciel Aquadvanced de Suez. Celui-ci est implanté dans le serveur d'Ondeo (Suez) auquel nous nous connectons grâce à un lien extranet. Tous les matins, notre agent allume son ordinateur et voit immédiatement si un capteur du réseau est passé au rouge, indication d'une fuite. C'est très motivant pour nos équipes qui interviennent à coup sûr et peuvent voir le résultat de leur action ».

Chez VonRoll hydro, l’intelligence numérique repose sur le concept d’« Internet Des Wassers » (IDW) qui utilise une plateforme de supervision des infrastructures des réseaux d’eaux appelée Hydroport, permettant, via internet, de simplifier et sécuriser l’utilisation des objets connectés installés sur ceux-ci, y compris ses propres équipements. « Grâce à l’IDW, tous les services des eaux peuvent déployer quasi-instantanément un réseau d’objets connectés pour la surveillance des fuites sans besoin d’investissement lourd en infrastructure », explique Alain Siozard, Président-Directeur Général de VonRoll hydro France. Ce concept peut être testé grâce au déploiement du “Projet Pilote”, une façon simple et rapide de déployer sur son propre réseau une solution de surveillance des fuites d’eau. Concrètement sur le terrain, avec la mise en place de ce projet pilote IDW, VonRoll hydro s’engage à fournir, installer et paramétrer une dizaine équipements de recherche de fuite Ortomat-MTC O3G. Ceux-ci sont ensuite reliés à l’Hydroport, la plateforme web qui permet d’être alerté de toute anomalie sur la zone couverte, aussi bien des fuites que des ouvertures d’organes de réseaux (poteau/bouche incendie, vanne, etc…). L’utilisateur sera ainsi formé et bénéficiera d’un suivi personnalisé par un expert technique. « Après 2 semaines d’utilisation, j’effectue une prestation de recherche de fuites et remet un bilan complet indiquant toutes les fuites détectées », explique Maxime Hodemon, expert recherche de fuite et chargé de mission IDW. VonRoll hydro va même plus loin en facilitant l’accès à ce projet innovant avec le remboursement sous conditions des frais de mise en place.

Qu’il s’agisse de compteurs mécaniques classiques ou de compteurs statiques à ultrasons, les solutions développées par Diehl Metering communiquent par radio, en 868 MHz, grâce aux émetteurs et centrales de relevé IZAR. Les centrales peuvent envoyer les données vers la télégestion par GPRS/UMTS ou réseau LAN. Là, le logiciel IZAR@NET assure le traitement.

Le compteur apprend à communiquer

Les débitmètres autonomes et sans fil de dernière génération tels que le Waterflux de Krohne, AquaMaster d’ABB ou Promag d’Endress+Hauser, placés sur le réseau pour le sectoriser, de la même façon que les compteurs intelligents tels que l’Intelis d’Itron, l’Iperl® de Sensus, l’Hydrus® de Diehl Metering, le v200H d’Elster, le Multical® de Kamstrup ou encore les solutions développées par Smarteo Water peuvent désormais communiquer automatiquement leurs données au système central. « Nos compteurs radio envoient leur index toutes les 8 secondes mais pendant longtemps, cela n'a pas intéressé les exploitants. Ils voulaient simplement recevoir l'index tous les mois pour facturer. Désormais, on s'intéresse plus à la donnée en temps réel car on s'est aperçu qu'on peut en tirer des enseignements utiles », explique Pascal Perrière chez Diehl Metering. Par exemple, en comparant le débit d'un compteur principal de sectorisation et le cumul des relevés des dizaines (voire plus) de compteurs individuels du secteur qu'il contrôle, on peut détecter une éventuelle fuite (encore). « Nous pouvons ainsi remplacer la recherche de fuites classique, avec des données très fraîches puisqu'on peut dire dans l'heure si tel ou tel secteur est fuyard », insiste Pascal Perrière. Qu'il s'agisse de compteurs mécaniques classiques (ALTAIR) ou de compteurs statiques à ultrasons (HYDRUS), les produits développés par Diehl Metering communiquent par radio, en 868 MHz, grâce aux émetteurs et centrales de relevé IZAR. Les centrales peuvent envoyer les données vers la télégestion par GPRS/UMTS ou réseau LAN. Là, le logiciel IZAR@NET assure le traitement : sauvegarde dans une base de données Oracle SQL, présentation, importation/exportation… Les briques logicielles de Diehl Metering peuvent évidemment s'intégrer dans des plateformes plus globales. Moyennant quoi des villes comme Bourges (38.000 compteurs), Reims ou Rouen utilisent cette solution sur leurs réseaux. Belfort a préféré une version drive-by : les récepteurs radio sont installés sur les bennes à ordures de la ville qui effectuent ainsi automatiquement la relève des compteurs lors de leur tournée. Les données parviennent ensuite au serveur par GSM, via une carte SIM.
La gamme Sofrel LX se compose de dataloggers spécifiquement conçus pour les réseaux d’eau. Étanches, autonomes jusqu’à 10 ans grâce à leur pile lithium haute capacité, équipés d’une antenne 2G/3G performante, les dataloggers LX sont compatibles avec toute l’instrumentation présente dans les réseaux d’eau.

Sensus France a développé de son côté un portail de centralisation des données de relève des compteurs pour permettre aux collectivités de bénéficier d’une mise à disposition des données utilisateurs via un outil simple. L’application, en mode SaaS, ne nécessite aucune installation sur un ordinateur et permet aux collectivités d’accéder à un espace en ligne sécurisé qui recense l’ensemble des données issues des relèves effectuées sur son parc de compteurs, quel que soit le mode de relève (manuel, à distance, télérelève), et quelle que soit la marque du compteur (si ce dernier est équipé de module de communication Sensus).

Surveiller en permanence l'état réseau

Détecter les fuites ou relever les consommations ne suffit plus. Les exploitants veulent connaître et contrôler en temps réel l'état des différents composants de leur réseau, qui sont donc de plus en plus instrumentés. C’est là qu’interviennent les dataloggers développés par Lacroix Sofrel, Aqualabo, Ijinus, nke Watteco ou SebaKMT.
Pour répondre aux enjeux actuels, vonRoll Hydro a développé IDW (Internet Des Wassers), un concept qui utilise une plateforme de supervision des infrastructures des réseaux d’eaux, appelée Hydroport, permettant, via internet, de simplifier et sécuriser l’utilisation des objets connectés installés sur ceux-ci, y compris ses propres équipements.

Si l’instrumentation connectée© selon Ijinus est déjà 3G et SIGFOX ready depuis quelques années, la technologie NB-IoT (Narrowband-IoT) vient d’être industrialisée dans les loggers Ijinus et ses premières installations sur le terrain sont déjà programmées. En pratique, le NarrowBand-IoT devrait offrir, en plus de la réduction de consommation d’énergie du logger, un avantage certain au niveau des coûts face aux technologies concurrentes en raison d’un vaste écosystème de fournisseurs.

Leader sur le marché des loggers, Lacroix Sofrel propose sa désormais classique gamme LX, un ensemble de data loggers IoT pour la télérelève de compteurs, la sectorisation et la gestion dynamique des pressions des réseaux d’eau potable, auxquels il faut rajouter la détection de surverses, le pilotage des capteurs physico-chimiques et de préleveurs, dans le cadre de l’autosurveillance des réseaux d’eaux usées. Autonomes en énergie, robustes et étanches (IP68) et communicants en 2G-3G pour une fiabilité maximale des données transmises, ils assurent eux-mêmes la première étape du traitement des informations (calcul des débits moyens, de nuit, archivage, détection de seuils, contrôle des fréquences de mesure).

Les loggers communicants SigFox et bientôt NB-IoT d’Ijinus permettent une mesure de la pression sur un poteau d’incendie, au niveau d’un compteur d’eau et bientôt sur d’autres métrologies spécifiques à l’eau potable.

Commercialisé depuis 2017, le poste local de télégestion S4W, quant à lui, surveille et gère à distance tous les ouvrages du cycle de l’eau. Il automatise le pompage, acquiert l’ensemble des capteurs de l’installation, alerte sur dépassement de seuils ou défauts de fonctionnement, voire pour les stations plus importantes, s’interface avec les automates et envoie l’ensemble des données horodatées vers la supervision (ou des terminaux mobiles). S4W télégère les réseaux d’eau par son modem 2G/3G ou par ADSL. « C’est une solution tout IP connectée en permanence, souligne Benoît Quinquenel chez Lacroix Sofrel. Aujourd’hui, le faible coût des abonnements permet de communiquer avec ses installations en temps réel. L’immédiateté des transmissions permet à l’exploitant d’avoir une visualisation plus fine et de prendre des décisions à la fois pertinentes et réactives. Évidemment, tout réseau connecté doit se protéger contre les cyber-attaques, le S4W accompagné de son écosystème (S4-Manager pour la gestion du réseau, SG4000 qui définit un tunnel VPN pour les postes locaux, S4 keys pour la certification des équipements et des personnes accédant au réseau…) offrent un très haut niveau de sécurité des réseaux d’eau ».

InfoNet est un système de gestion spécialement conçu pour les réseaux d’eau potable et d’eaux usées. Distribué par Geomod, il permet aux gestionnaires de gérer, intégrer, valider, analyser leurs données afin de disposer d’informations précises, vérifiables et à jour. Il permet également de présenter l’infrastructure réseau actuelle et les données de performance dans des formats faciles à utiliser.

Chez Aqualabo, c’est le SmartLOG, un datalogger entièrement paramétrable à distance conçu pour résister à l’environnement particulièrement sévère des regards susceptibles d’être inondés, qui s’adapte aux réseaux d’eau potable comme aux réseaux d’eaux usées. Son mode de communication SMS ou GPRS permet la transmission, en temps réel, d’une masse de données très importantes pour un coût de communication réduit.

Reste que les raisons qui poussent les exploitants à instrumenter le réseau se diversifient. Même si aujourd’hui, les grandes agglomérations instrumentent d’abord leur réseau pour le sectoriser puis rechercher les fuites, l’analyse commence à émerger. « Ce dernier aspect commence à prendre de l’importance dans l’esprit des exploitants, si bien que l’analyse physico-chimique n’est plus cantonnée à la sortie de l’usine de production d’eau potable, elle s’installe sur le réseau de distribution », souligne Olivier Bertrand, Chef du marché Eau chez Bürkert Fluid Control Systems. L’objectif étant d’assurer une qualité constante de l’eau, de la sortie de l’usine de production jusqu’au point de livraison. « Nous observons une demande croissante pour mesurer des paramètres tels que le chlore, le pH et la conductivité, explique Olivier Bertrand. La turbidité, qui reste une option, pourrait devenir dans quelques années un paramètre suivi par les exploitants. Ceux-ci mesurent de plus en plus les taux de chlore en amont et en aval du château d’eau, ainsi que sur l’ensemble du réseau de distribution afin de vérifier que l’eau reste chlorée, même en fin de réseau. Le pH est utilisé pour contrôler à la fois la neutralité de l’eau (ni trop acide, ni trop basique) et permet de mesurer le taux de chlore libre en intégrant les variations de pH en temps réel. En plus du contrôle de la qualité de l’eau, l’analyse physico-chimique sur le réseau de distribution permet de différencier les types d’eaux utilisés, car bien souvent, plusieurs typologies d’eau peuvent être mélangées avant d’être distribuées ». La mesure de conductivité sur l’ensemble des sources et du mélange obtenu est alors un paramètre essentiel qui permet d’ajuster en temps réel une qualité constante de l’eau et peut apporter une information en cas de problème qualité sur une source d’eau comme par exemple sur un forage. Ceci nécessite des capteurs compacts afin de pouvoir s’intégrer dans des regards, et peu gourmands en énergie, là où il n’existe aucune source d’alimentation. « Nous observons que les exploitants équipent d’abord les structures disposant d’énergie et d’automates, comme par exemple les châteaux d’eau, précise Olivier Bertrand. Ils ont alors la possibilité d’intégrer des écrans tactiles, par exemple pour opérer les calibrations des capteurs. Une fois ces premiers ouvrages équipés, une seconde approche intègre les sites dépourvus d’énergie et alimentés par micro-turbines ou encore panneaux solaires, plus complexes en termes de gestion de l’énergie. Les solutions proposées doivent alors être minimalistes en termes de consommation d’énergie, les écrans sont proscrits et les calibrations des capteurs sont réalisées via un ordinateur portable ou une tablette ».
L’analyse physico-chimique n’est plus cantonnée à la sortie de l’usine de production d’eau potable, elle investit désormais le réseau de distribution. Chlore, pH et conductivité sont les paramètres les plus demandés.

L’intelligence numérique des réseaux d’eau passe également par la densification des points de collecte de données. Pour ce faire, les opérateurs instrumentent leur réseau en compteurs d’eau afin de mieux contrôler les consommations, mais aussi détecter et localiser les fuites. La qualité de l’eau fait aussi partie des données importantes à surveiller. « Dans ce domaine, les réseaux LPWAN ont apporté de nombreuses possibilités en permettant par exemple de connecter des capteurs autonomes en énergie ou sur batterie, estime Grégory Guiheneuf chez Factory Systèmes. Nous avons ainsi travaillé avec Actility pour proposer une solution de réseau privé LoRaWAN avec un cœur de réseau centralisé permettant de gérer en un point unique l’administration de toutes les antennes LoRaWAN ainsi que tous les objets sur le réseau. Cette solution industrielle innovante permet de gérer à moindre coût l’ensemble des points de collecte et de construire une architecture sécurisée entre les objets et les applications SCADA ». Galium IoT Hub, la solution développée par Factory Systèmes, est bien adaptée aux besoins des exploitants privés ou publics. Elle leur confère une totale indépendance avec les opérateurs de réseaux et leur garanti une bonne connectivité, en tous lieux. Galium IoT Hub a aussi été pensé pour s’intégrer très rapidement avec la solution de SCADA Wonderware. Elle intègre également de multiples ouvertures en termes de connectivité avec des interfaces MQTT, Modbus ou encore JSON.

La GMAO CARL Source intègre nativement les cartes des réseaux d’eaux du SIG. Les équipements (hydrants, pompes…) modélisés sont synchronisés et affichés dans la GMAO afin d’accélérer les processus maintenance (tournées de curage, réparation de fuite…). L’activité de maintenance (dépannage, travaux, diagnostic…) est géopositionnée dans la GMAO.  L’exploitant dispose ainsi d’une vision géographique de ses activités : (km hydrocurés sur l’année; répartition des fuites; coûts de maintenance par zone…etc.

Supervision, SIG et autres outils centraux : “comprendre” et exploiter les données

Les systèmes de gestion de l’eau en place sont de plus en plus digitalisés, mais centraliser ces informations n’est pas chose facile. Les équipements existants sont souvent hétérogènes et se pose la question de savoir comment arriver à centraliser les informations dans un seul système capable de communiquer avec les nombreux protocoles et bases de données en place. Et la tâche ne s’arrête pas là, il est aussi nécessaire de mettre en place un système capable d’afficher en temps réel les informations de consommation, d’afficher les alarmes et d’informer rapidement l’équipe d’astreinte pour une intervention rapide. Le système doit aussi être capable d’afficher des rapports de consommation et de les comparés avec les semaines et mois passés afin de détecter les éventuelles fuites/problèmes. La solution zenon de COPA-DATA propose des solutions permettant de combiner l’ensemble des besoins dans un seul outil. « La collecte de données, des fonctions de logique permettant d’implémenter une intelligence dans les réseaux, des alarmes et des applications pour les exploitants, la gestion des équipes et la partie analyse sous forme de rapport comparatif », explique Jérôme Follut, Directeur Général de COPA-DATA France.
En constante évolution, Topkapi comprend désormais un client HTML5 permettant d’accéder, en prenant en compte la cybersécurité, aux données de n’importe où, à partir de n’importe quel équipement (smartphone, tablette, PC…) pourvu qu’il soit connecté à internet.

Point d'arrivée de toutes les données issues des instruments placés sur le réseau, les outils de supervision développés par Arc Informatique, Areal, Codra, COPA-DATA ou IT Mation relèvent par définition du traitement de l'information. Dès lors, à quoi peut bien correspondre l'émergence de “réseaux intelligents” dans ce domaine ? Arnaud Judes, directeur commercial chez Areal, suggère une réponse : « il ne suffit pas d'acquérir puis présenter les données brutes, il faut les analyser pour en tirer des indicateurs de fonctionnement ou de performance parlants pour l'exploitant. En tant qu'éditeurs de logiciels de supervision dédiés à des métiers déterminés, c'est là que nous mettons l'intelligence ». Avec une dimension particulière aux métiers de l'eau : « tous les superviseurs savent faire des calculs sur des données en temps réel mais, dans le domaine de l'eau, il faut aussi savoir exploiter des données historisées, et qui proviennent de sources différentes ».

Topkapi, le logiciel d'Areal, qui fonctionne en environnement Windows, se veut une solution complète et facile d'utilisation. « L'exploitant n'est pas obligé d'utiliser un logiciel pour le traitement des données, un autre pour le reporting, un frontal de communication, etc », souligne Arnaud Judes. En constante évolution, Topkapi comprend désormais un client HTML5 permettant d'accéder, en prenant en compte la cybersécurité, aux données de n'importe où, à partir de n'importe quel équipement (smartphone, tablette, PC…) pourvu qu'il soit connecté à internet. Plus besoin d'installer des logiciels particuliers sur les postes de consultation : le navigateur Web suffit.

« L'enjeu, pour nous, est l'ouverture du superviseur pour qu'il puisse s'interfacer avec d'autres applications métier présentes chez le client, qui iront plus loin dans l'analyse, le traitement, voire la reconstruction des données », ajoute Arnaud Judes. Et de fait, les superviseurs ne constituent qu'une des briques d'un centre de gestion de réseau “intelligent”.

La base de connaissance de Sphereau repose sur l’outil Neotool développé par TLG Pro, qui permet de visualiser sur la cartographie des séries de données issues de la métrologie et de mettre en évidence des dysfonctionnements sur le réseau et les ouvrages.

Et parmi ces briques, il y a bien souvent un système d'information géographique (SIG). Le développement de solutions dédiées à l’eau et l’assainissement telles que celles proposées par Geomod (distributeur des solutions développées par Innovyze), GISmartware, DHI, Geosoft ou Carl Software, permet d’exploiter de façon cohérente et efficace la multitude de données recueillies en permanence sur les réseaux (Voir EIN n° 405). « Le SIG joue un rôle central, fédérateur : il intègre les données provenant d'autres systèmes d'information pour en tirer des cartes intelligentes, des rapports intelligents, etc », explique Thierry de Tombeur, Business Manager France chez 1Spatial, qui édite Elyx Aqua, un SIG destiné aux réseaux d'eau (potable et assainissement). Emilien Debaecke, responsable géomatique de Noreade – un syndicat regroupant 700 communes dans 4 départements du Nord de la France – voit pour sa part dans le SIG la “première marche” vers un réseau intelligent. « Le SIG fournit une représentation virtuelle du patrimoine, les autres outils nous donnent la mémoire des actions et des états des éléments de ce patrimoine », explique-t-il. « Nos clients utilisent le plus souvent des SCADA, et demandent au SIG d'échanger les informations avec lui. Cela permet également au superviseur d'afficher une vraie carte en temps réel », ajoute Jérôme Boncompain, Consultant Avant-ventes chez 1Spatial. En fait, le SIG peut être soit placé dans le serveur du client – un grand opérateur de l'eau ou une collectivité, qui peut alors compiler des réseaux différents (eau, électricité, transports, ...) dans un même SIG – soit hébergé par le fournisseur du SIG ou d'un prestataire spécialisé dans l'hébergement. Peu importe, tant que le système de supervision dispose au moins d'une passerelle vers lui.

Elyx Aqua est désormais portable sur un environnement de type web compatible avec toutes les plateformes courantes (Windows, Androïd, IOS), donc accessible avec un smartphone, une tablette, etc. « Les agents de terrain partent avec la base de données et l'application, connectée ou non. Arrivés sur place, ils peuvent savoir exactement quelle vanne manipuler pour couper un tronçon, par exemple », explique Thierry de Tombeur. Une expérience qui sera peut-être encore enrichie dans l'avenir puisque 1Spatial collabore à l'élaboration d'un prototype de réalité augmentée. L'utilisateur positionné dans la rue pourra alors voir, en 3D, la configuration du réseau sous ses pieds. Pour la plupart des acteurs, le SIG est ainsi devenu un outil indispensable. François Vacossin, responsable technique de la régie des eaux du Grand Poitiers, précise ainsi que sa communauté urbaine « utilise un SIG multi-usages : eau, cadastre, électricité… En ce qui concerne le réseau d'eau, il nous donne une connaissance maximale de chaque canalisation (date de pose, matériau, diamètre…) de manière à optimiser le renouvellement. C'est essentiel dans une ville ancienne comme Poitiers, où chaque fouille peut mettre à jour des vestiges archéologiques… ».

Geomod propose également des solutions de monitoring temps-réel afin de connecter des flux de données de capteurs et de les analyser. Ces outils de monitoring, baptisés SCADAWatch et Infinity System permettent aux gestionnaires des services d’eau de gérer efficacement leurs données historiques, chronologiques et en temps réel. Ceci permet d’avoir une prise de décision plus rapide et de faire des recommandations perspicaces aux points de contact opérationnels clés. Ces logiciels permettent également d’identifier les eaux non facturées, de mieux comprendre les consommations d’eau et d’énergie, de fixer des objectifs réalistes en matière d’économie d’eau et d’énergie et de suivre les progrès vers ces objectifs.
Au delà de la simple gestion patrimoniale, le SIG se comporte également bien souvent comme un outil de contrôle de la cohérence et de l’intégrité des informations provenant des systèmes d’information des entreprises : ERP, comptabilité, GMAO, Supervision… Le module VA Immos de Geotech Vigis, par exemple, permet de maintenir simultanément l’inventaire comptable et physique afin de calculer les dotations aux amortissements. L’application connecte ainsi le système externe de gestion des immobilisations avec l’inventaire cartographique de Visit Anywhere.

Reste que le SIG n'est pas la seule brique nécessaire à un réseau intelligent. Emilien Debaecke, explique en particulier que sa régie dispose d'outils comme un SIG, une supervision mais aussi de GMAO (gestion de la maintenance assistée par ordinateur), de capacités de modélisation pour faire vivre un réseau virtuel et de Business intelligence (pour historiser les données du réseau). « L'état de maturité d'un réseau intelligent se mesurera, entre autres, à sa capacité à faire discuter ces blocs entre eux, à leur interopérabilité », estime-t-il. Même si « les performances du SCADA et du système de communication restent au cœur d'un réseau intelligent », précise-t-il aussitôt.

De même, les outils d’aide à la décision permettant d’optimiser le fonctionnement du réseau se développent. C’est par exemple le cas du projet SPHEREAU qui vise à développer une solution d’aide à la décision pour améliorer la performance d’un système de distribution d’eau potable. L’outil repose sur la mise en place d’un serveur de connaissance intégrant les caractéristiques du réseau et un ensemble de données de métrologie. Une combinaison d’outils de modélisation innovants permet d’alerter le gestionnaire en cas de dysfonctionnement du réseau ou de défauts de capteurs, mais aussi de définir des stratégies à plus long terme. Ce projet est mené actuellement par un consortium d’acteurs de l’environnement et du numérique : le CRAN (Centre de Recherche en Automatique de Nancy), TLG Pro, IRH Ingénieur Conseil, SAUR et l’ENGEES.

Un réseau intelligent oui, mais pour quoi faire ?

Finalement, un réseau intelligent oui, mais pour quoi faire ? Emilien Debaecke insiste sur l'adéquation des performances aux besoins de l'exploitant. « Un réseau intelligent résulte aussi d'une réflexion stratégique. Il faut déterminer ce que l'on souhaite mesurer avant de se lancer dans une escalade technologique, d'accumuler des données sans savoir pourquoi. Il existe par exemple des compteurs intelligents qui envoient automatiquement leurs relevés pour la facturation. Or, nous ne pouvons pas nous affranchir du passage d'un agent qui vérifie l'état réel du compteur : s'assurer qu'il ne fuit pas, par exemple. Nous gérons un patrimoine physique qu'il nous faut connaître concrètement. Le réseau virtuel n'est pas le réseau réel », souligne-t-il.
D'autant que tout cela a un coût. Si le retour sur investissement semble garanti par les gains en termes de fuites, de rendement du réseau, de consommation énergétique et de personnel pour les réseaux urbains, la question reste ouverte pour les réseaux moins denses. Elle pourrait être traitée dans le cadre des Assises de l’eau.