Le contrôle centralisé : une nécessité à Nancy
Capitale de la Lorraine, la ville de Nancy et son agglomération s’étendent sur une zone de 20 000 hectares et comprennent 260 000 habitants. D’importantes précipitations, orages, chutes et fontes de neige caractérisent le climat, et cette profusion de ressources hydrauliques peut parfois se transformer en catastrophes. Ces phénomènes naturels sont aussi amplifiés par le fait que la ville est implantée dans la vallée de la Meurthe, dont les sommets avoisinants peuvent atteindre 200 mètres.
Cette situation a pour conséquence de faire converger les bassins versants vers la ville, et d’engorger les collecteurs en cas de fortes pluies. Par ailleurs, la distribution d’eau potable est difficile. En effet, 65 % de la distribution totale doit être assurée par des stations de refoulement. De nombreux ouvrages techniques en sites urbains ou isolés ont été construits par le District et on peut citer entre autres la réalisation de trois bassins d’orages souterrains de grande capacité (60 000 m³). Uniques en France par leur originalité, ils sont exemplaires dans la défense contre les inondations. De plus, depuis sa création le District de Nancy a dû prendre en charge les réseaux des villes environnantes dont l’âge, la construction et les techniques n’avaient aucun point commun. Il en résulte une certaine complexité dans le schéma actuel des réseaux et des maillages.
C’est en 1981 que le District a confié à un groupement d’entreprises dont la Société Forclum est mandataire commun, l’étude, la conception et l’exécution du système centralisé.
La détection des fuites : une première
Outre l’automatisation des installations et la télésurveillance, le système permet de détecter et de localiser une fuite d’eau de plus de 50 litres/seconde sur des conduites principales et dans un rayon de 300 mètres. Pour ce faire, le réseau sera ausculté par plus de 60 capteurs (manomètres et débitmètres), raccordés en permanence au poste central et dont les mesures seront traitées par un logiciel spécifique. Ce logiciel sera chargé d’établir la présomption de fuite, sa détection et sa localisation précise.
Le système
Le système (voir le schéma) est constitué par un réseau d’automates FAC 77 H raccordé sur un poste central équipé d’un ordinateur Digital Equipment VAX 11-780. Chaque station, appelée poste périphérique ou secondaire, est équipée d’un automate programmable FAC 77 ou FAC 44, raccordé par ligne PTT sur un poste principal. Ce dernier assure l’automatisme et la centralisation de tous les événements de la zone déterminée. Au total, 50 postes secondaires sont raccordés sur 5 postes principaux, eux-mêmes raccordés au poste central.
L’importance des installations surveillées
Les installations principales concernées par le contrôle centralisé sont réparties dans un carré de 20 km de côté, comportant 750 kilomètres de canalisations d’eau et 450 kilomètres de réseau d’assainissement. La puissance totale gérée par le système représente plus de 5 000 kVA ; le volume d’eau journalier distribué par pompage ou gravitairement, également optimisé par le système, est de l’ordre de
100 000 m³. Les installations prises en compte comprennent :
pour le réseau d'eau :
- 5 stations de pompage totalisant plus de 60 pompes de 30 à 200 kW ;
- 26 réservoirs, de 500 à 7 000 m³ ;
- 2 stations de surpression.
pour le réseau d’assainissement :
- 5 stations d’épuration ;
- 10 stations de relèvement ;
- 3 bassins de rétention ;
ce qui nécessite l’installation de 60 automates programmables, gérant 1 200 informations, dont 200 télémesures permanentes.
[Photo : Le pupitre et les automates d’une station.]
Les sécurités
Par mesure de sécurité, les équipements des postes principaux ont été doublés, ainsi que les lignes de télétransmission vers le poste central. Ces équipements sont commutés localement ou par télécommande en cas de défaillance de l'un d’entre eux.
Au poste central, l’ordinateur est doublé par deux modules de télétransmission FAC 16 assurant la fonction de marche dégradée et permettant la poursuite de l’exploitation en cas de panne ou d’entretien du calculateur.
Les capteurs
Certains capteurs particuliers, notamment ceux installés sur les réseaux d’eau et d’assainissement, nécessitent un ouvrage de génie civil, une ligne de télétransmission, et éventuellement une alimentation électrique. Une coordination très serrée des interventions a été effectuée avec les services de la circulation, de façon à gêner le moins possible les usagers et le tout nouveau trolleybus.
Les postes secondaires
Ils ont pour fonction de transmettre au poste principal tous les événements de la station contrôlée (changement d'état et mesures). Ils effectuent les demandes de pompage en fonction d’une courbe consigne intégrant tous les paramètres du réseau et la tarification d’énergie. La courbe consigne se situe dans le poste secondaire. Elle peut également être téléchargée depuis le poste central, via le poste principal. Ces postes assurent également la commande automatique ou télécommande de vannes électriques, et effectuent en continu des mesures sur la qualité de l’eau.
Les centres principaux
Ils assurent, par l'intermédiaire du module FAC 16, tous les échanges et transmissions d'informations entre les postes secondaires, le poste central, le poste principal. L'automate pilote le pompage de la station, anime les synoptiques, fait démarrer les groupes électrogènes et gère la commutation des équipements. Une imprimante permet le suivi local de l’installation.
Le poste central
Le poste central est installé dans l’architecture moderne de la nouvelle usine des eaux à Vandoeuvre. Il comporte deux synoptiques de 12 m², animés par un automate FAC 77, visualisant l’intégralité des réseaux d'eau et d’assainissement, ainsi que des indicateurs précisant en permanence les niveaux des réservoirs. Différents périphériques assurent le suivi et l’exploitation des installations. Parmi les informations acheminées au poste central, on peut citer : niveaux de tous les réservoirs et collecteurs principaux, quantité des précipitations atmosphériques, débit entrant et sortant dans les réseaux, pressions, débits sur le réseau, télésignalisations, défauts, énergie consommée, contrôle de la qualité de l’eau, etc.
La réalisation
Les équipements, tant sur le plan matériel que logiciel, ont été standardisés au maximum. Des progiciels intégrant toutes les fonctions communes de toutes les installations ont été élaborés. Des précautions particulières ont été prises au niveau de la protection du matériel qui doit travailler dans un environnement difficile (équipement installé en plein air ou dans des stations isolées, humides et non chauffées). Tous les équipements ont été précâblés en atelier, vérifiés et contrôlés, les logiciels testés en laboratoire. Des parafoudres ont été placés sur les lignes de télétransmission.
Les délais
Au terme de plus de deux années de travail, la phase « automatisation et télétransmission » est terminée à plus de 90 %. Au début du second semestre, la marche « dégradée » du poste central a été mise en service, l'ensemble de l’opération devant être terminée à la fin de 1984.
