- — la sécurité de l’approvisionnement en qualité et quantité
- — les économies d’eau, d’énergie ou de temps
- — la prospective sur les besoins ou les renforcements de la production et des canalisations.
Composés de capteurs de niveau, de débit, de pression, d’analyseurs de paramètres physico-chimiques, d’actionneurs, de contacteurs, etc., ces ensembles de télécontrôle ont comme élément central le système de télétransmission et de gestion d’informations.
Nous examinerons dans les lignes ci-dessous quelques principes adoptés dans un nouveau système de télécontrôle, adapté et répondant aux exigences des distributeurs d’eau.
Les nouveaux besoins des exploitants
Les premiers réseaux équipés de systèmes de télétransmission furent ceux, complexes, de grandes villes ou syndicats où seuls quelques éléments vitaux pour la surveillance et l’automatisation de la distribution étaient transmis.
Au cours des années 70, l’acuité des besoins en productivité a nécessité l’équipement progressif d’autres ouvrages que les réservoirs principaux ou stations de pompage. Ainsi, par exemple, la connaissance des réseaux nécessite la surveillance de débits, de pressions, de niveaux des points isolés difficiles à atteindre. Les systèmes de transmission ont donc dû parallèlement s’adapter à toutes ces demandes en adoptant de nouvelles organisations ou principes.
La hiérarchisation
Les réseaux d’eau sont la plupart du temps composés d’ensembles : stations de pompage, canalisations, réservoirs formant des sous-réseaux de fonctionnement autonome et indépendant (schéma 1).
[Photo : Schéma n°1]
Dans un tel sous-réseau, du point de vue de la transmission, nous constatons que le rôle de la station de pompage est primordial :
- — elle collecte les informations en provenance des réservoirs,
- — elle transmet vers le poste principal de contrôle des comptes rendus de fonctionnement,
- — elle en reçoit des ordres ou des consignes de marche.
La hiérarchisation d’un système permet de le construire en tenant compte de cette importance.
Les réservoirs, points isolés, etc. seront dits de niveau hiérarchique 2, les stations de pompage de niveau 1, le poste principal de contrôle de niveau 0.
Cette organisation présente de nombreux avantages : autonomie des sous-réseaux, allégement de la charge de l’unité centrale, temps de réponse optimisé, automatismes des locaux, évolution facilitée, etc.
À chaque fois que cela sera possible, une structure de ce type devra donc être adaptée.
Les automatismes locaux
Comme nous venons de le voir, les stations de pompage sont pour la transmission des points de
concentration, de diffusion et de traitement d’informations. Dès lors qu’en ces points toutes les données nécessaires à l’exécution de commandes automatiques sont présentes, il ne reste plus qu’à inscrire dans leur mémoire les schémas permettant l’exécution des séquences d’automatismes. Il est ainsi réalisé en un seul élément un ensemble télétransmission-automate complet, point central du sous-réseau (schéma 2).
[Schéma : Schéma n° 2]
Nous citerons ci-dessous quelques-unes des séquences d’automatismes habituellement utilisées dans la commande des stations de pompage et qu’il est très simple d’introduire dans ces automates :
- — commande des pompes en fonction des débits,
- — commande des pompes en fonction des pressions,
- — commande des pompes en fonction des niveaux,
- — commande des pompes en fonction des combinés,
- — permutation circulaire sur démarrage,
- — transfert sur la pompe suivante en cas de défaut,
- — séquences d’arrêt de sécurité en cas de désamorçage,
- — temporisation au démarrage,
- — commande progressive de vannes, commande de compresseur, calculs sur les débits, etc.
L’alimentation autonome
Si, pour un nombre d’ouvrages, l’alimentation en énergie des systèmes de transmission ne pose pas de problème, pour certains autres l’amenée du secteur à cette seule fin est à éviter (château d’eau isolé, compteurs sur réseau, etc.). Un des axes de recherche sur ces nouveaux systèmes a donc été de réduire la consommation de ces stations au strict minimum afin de permettre leur fonctionnement à partir de sources autonomes : piles sèches, panneaux solaires ou batteries. C’est ainsi qu’une station (voir photographie) permettant de transmettre quelques paramètres de niveau, de comptage et d’alarmes par radio ne consomme que 0,1 W en permanence, ceci permettant un fonctionnement sans entretien, à l’aide de simples piles, pendant plus d’un an.
[Photo]
Les supports de transmission
Le support de transmission est le moyen emprunté par le système de transmission pour échanger les informations entre les différentes stations (schéma 3).
[Schéma : Schéma n° 3]
Quatre supports sont aujourd’hui couramment empruntés :
- — les liaisons filaires privées (câbles généralement posés le long des canalisations),
- — les liaisons filaires spécialisées (câbles loués aux P. et T.),
- — les liaisons filaires autocommutées (réseau normal du téléphone),
- — la radio dans les bandes des 400 MHz.
Le choix entre ces différents supports doit être examiné station par station et pour chacune d’entre elles un support différent peut être adopté. Ce choix sera effectué en fonction de critères technico-économiques qu'il serait trop long d’exposer ici.
Sur ces supports, l’échange des messages se fait à l’aide d’une « trame de télétransmission ». Notons que l'une d’elles, la trame HDLC (High Level Data Link Control), est en cours de normalisation (ISO, ECMA, CCITT) et que son emploi garantit une très haute sécurité.
Les postes centraux
La multiplication des informations collectées et la révolution de la micro-informatique ont fait que, durant ces dernières années, les postes centraux dits « conventionnels » (c’est-à-dire utilisant uniquement des voyants et indicateurs) ont laissé la place à des terminaux maintenant habituels de l’informatique. Là aussi, les nouveaux systèmes de transmission laissent maintenant le choix à l’exploitant entre de nombreuses solutions : synoptiques, indicateurs, enregistreurs, console de visualisation en N et B, console de visualisation graphique couleur, imprimantes, tables traçantes.
Chacun de ces moyens a son intérêt propre et le choix entre ceux-ci n’est pas uniquement le fait d’une mode mais répond aux besoins d’exploitation et aux buts visés par la mise en place du système.
Employé séparément ou concurremment, chaque type d’information trouvera sa juste place sur l’un ou l’autre et simplifiera le travail de l’exploitant.
Conclusion
Terminons par un exemple : la description d’un système de télésurveillance d’un réseau d’eau potable, fruit de l’imagination mais où plus d’un exploitant reconnaîtra le sien (schéma 4).
Ce réseau fait appel aux techniques décrites ci-dessus :
- — utilisation d’un automate à la station de pompage,
- — alimentation par panneau solaire dans tous les réservoirs,
- — hiérarchisation dans le réseau SP – deux réservoirs principaux,
- — utilisation judicieuse de trois supports de transmission,
- — mise en œuvre de moyens utiles pour l’exploitation des données au PC (vidéo ou synoptique + imprimante).
Ainsi nous voyons que même dans un réseau simple comme celui décrit ci-dessus, l’utilisation de ces nouvelles techniques est nécessaire.
[Photo : Schéma n° 4]
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