Les équipements de télégestion ont fait ces dernières années de nombreux progrès. L?apparition de nouvelles technologies, la demande toujours plus forte des exploitants ont conduit les constructeurs à proposer de nouveaux équipements plus conviviaux et plus simples à utiliser. Parallèlement, leurs fonctionnalités et leurs domaines d'application se sont élargis. Aujourd'hui, nombre de ces équipements sont capables de fonctionner sur des sites auparavant inaccessibles, car dépourvus d'énergie ou de support de communication filaire.
Dans le secteur de l'eau comme dans tous les autres domaines, l'optimisation de la gestion des ouvrages est devenue un impératif absolu. Sommés d'être toujours plus réactifs et plus performants, les exploitants doivent désormais travailler sans relâche à l'amélioration du service rendu tout en conservant la maîtrise de leurs coûts d’exploitation. Pour cela, ils doivent tirer le meilleur parti des ouvrages et des équipements dont ils ont la charge. Les réseaux d'eau potable n'échappent pas à cette tendance de fond. Les collectivités locales, sensibilisées ces dernières années à la gestion quantitative des ressources en eau, exigent désormais des gestionnaires de réseaux une gestion plus fine de ce qu'elles considèrent désormais comme un patrimoine et surtout, une amélioration des rendements. Des tendances lourdes, comme l'arrivée des indicateurs de performances ou plus conjoncturelles, comme les périodes de sécheresse et les restrictions d’eau de ces deux dernières années, ont amplifié ce phénomène. La chasse aux fuites, diffuses ou importantes, s'est intensifiée. Et la sectorisation, démarche qui consiste à décomposer un réseau en un ou plusieurs niveaux de sous-réseaux pour mieux connaître la nature, la localisation, l'ampleur et l'évolution des pertes, s'est généralisée. En Champagne, à Épernay, Générale des Eaux mène par exemple depuis plus de trois ans une sectorisation progressive de son réseau.
Objectif : mieux connaître le fonctionnement du réseau pour mieux le gérer.
Mieux connaître le fonctionnement du réseau pour mieux le gérer
Laurent Rabineau est responsable du Service électromécanique de Générale des Eaux à Epernay. Il explique : « De plus en plus, les contrats qui nous lient aux collectivités prévoient des objectifs précis en termes de rendement des réseaux d'eau potable. Nous travaillons donc depuis plusieurs années déjà à l'amélioration constante du rendement des réseaux dont nous avons la charge ».
Pour cela, Générale des Eaux a entamé une démarche de sectorisation de son réseau, qui couvre une bonne moitié du département de la Marne, en équipant une vingtaine de points stratégiques de compteurs de distribution. Il s'agit de se donner les moyens de détecter plus rapidement les anomalies en pré-localisant les fuites éventuelles sur l'un ou l'autre des tronçons sectorisés.
Pour rapatrier l'information acquise par les compteurs, souvent situés sur des sites dépourvus d'énergie et de moyens de communication, Générale des Eaux a choisi d'équiper ses compteurs de Cellbox-Data de Lacroix Sofrel, un poste local de télégestion autonome communiquant par GSM.
Les 20 postes locaux Cellbox-Data assurent l'acquisition et l'enregistrement des informations de comptage qu'ils transmettent ensuite toutes les 24 heures au superviseur LERNE à l'agence d'Epernay.
Les informations sont centralisées par le superviseur, puis retraitées par une application exploitant la puissance de calcul d'Excel qui permet d'effectuer les calculs et bilans dont l'interprétation permettra de détecter d'éventuelles anomalies. Le retraitement de ces informations permet de déterminer puis de suivre les débits de nuit, une donnée très précieuse lorsqu'il s'agit d'observer le fonctionnement d'un réseau et de pister la moindre fuite. « Cette application nous permet de suivre de très près le fonctionnement du réseau et de gagner en réactivité en cas de fuite et ceci pour le plus grand bénéfice de nos clients, assure Laurent Rabineau. Une démarche qui aurait été impossible il y a quelques années seulement, lorsque la télérelève des compteurs nécessitait une source d'énergie et une ligne téléphonique ».
L'apparition de cette nouvelle génération de postes locaux a donc permis d'équiper facilement et à un coût raisonnable de nombreux sites isolés. Reste que ces appareils, s'ils ont révolutionné la gestion à distance d'ouvrages isolés, nécessitent pour fonctionner convenablement une couverture GSM satisfaisante. Or, surtout en zones rurales, les réseaux d'eau potable sont souvent très étendus et doivent parfois être instrumentés dans des zones dans lesquelles la couverture GSM n'est pas satisfaisante. Un point d'autant plus critique que les postes locaux de télérelève doivent souvent être placés dans des regards en souterrain, ceinturés de béton et recouverts de plaques en fonte, ce qui diminue d'autant la qualité de la couverture. Un cas de figure souvent rencontré par Générale des Eaux en Champagne, qui, pour contourner la difficulté, a choisi d'équiper certains de ses sites de Cellbox-SMS, le dernier-né des postes locaux de Lacroix Sofrel.
Le protocole SMS : un bon compromis pour les exploitants
« En termes d'exploitation, explique Jacques Wantroba, ingénieur commercial chez Lacroix Sofrel, la version SMS du Cellbox assure pratiquement les mêmes fonctionnalités que la version Data. La différence essentielle réside dans le protocole de communication utilisé : le Cellbox-Data communique suivant un protocole de données alors que le Cellbox-SMS utilise un protocole SMS. Mais cette différence est essentielle, surtout dans les zones dont la couverture GSM est imparfaite car le SMS passe beaucoup plus facilement que le Data ».
Ainsi, à Epernay, une douzaine de sites situés en zone rurale ont été équipés de Cellbox-SMS. Il s'agit le plus souvent de regards
de comptages isolés mais aussi enterrés ce qui rend la propagation des ondes GSM plus difficile encore. « À l’aide d'un petit utilitaire fourni par Lacroix Sofrel, nous avons pu tester le niveau de couverture de chacun de ces regards et ainsi choisir le protocole de communication le plus approprié, explique Laurent Rabineau. Nous avons également pu constater que le Cellbox-SMS passait très bien là où la version Data ne fonctionnait qu’imparfaitement. Nous avons donc choisi de panacher nos équipements en fonction des contraintes de chaque site, sachant qu’en termes de traitement, le fait que l’information arrive en data ou en SMS n'a aucune incidence. Pour traiter le SMS, il a suffi d’implémenter sur notre superviseur un protocole adapté ». Le Cellbox-SMS s'impose donc naturellement là où les communications GSM s'avèrent difficiles. Mais ce n’est pas le seul avantage de ce poste local. Car l’optimisation de la communication permet d’accroître son autonomie en augmentant sensiblement la durée de vie de la pile au lithium qui alimente l'appareil en énergie, un point crucial sur ce type d’équipement. Prévue pour durer en moyenne trois ans en version Data, la durée de vie de cette pile au lithium peut s’allonger jusqu'à cinq ans en version SMS. Un avantage certain lorsque l'on sait que ces appareils sont dispersés au sein de regards de comptage souvent très éloignés les uns des autres et difficiles d'accès. « Autre avantage, souligne Laurent Rabineau, la possibilité avec la version SMS de modifier à distance, à l’aide d’un simple mobile, un certain nombre de paramètres tels que l’heure de réveil du modem, le nombre de SMS émis par jour, le pas d’archivage, etc. Cette fonctionnalité, propre au SMS, nous permet de gagner en souplesse et en réactivité. C'est un avantage supplémentaire qui nous incite à penser que pour la sectorisation des réseaux et les applications de télérelève, le protocole SMS est un bon compromis pour les exploitants ».
Une communication plus facile grâce à une meilleure propagation des SMS, une autonomie plus importante en énergie, la possibilité de paramétrer à distance les équipements et une mise en œuvre simplifiée font donc du Cellbox-SMS un outil parfaitement adapté aux applications de télérelève. Mais d'autres avantages justifient également l’utilisation de ce type de poste local en télérelève de compteurs : l'utilisation du protocole SMS permet de réaliser de substantielles économies par rapport au traditionnel protocole Data. Un bon exemple en est offert à Dijon, chez Lyonnaise des Eaux, qui l’a choisi pour instrumenter son réseau de production d’eau potable. À l’origine de ce choix, une analyse détaillée des besoins et des coûts d’exploitation.
Satisfaire les besoins en optimisant les coûts d’exploitation
La direction régionale de Lyonnaise des Eaux France gère pour le compte du syndicat mixte Dijonnais l'alimentation en eau potable et l'assainissement de l'agglomération de Dijon qui compte 250.000 habitants. La ville et sa proche agglomération sont alimentées en eau potable grâce à quatre sources situées dans un rayon de dix à trente kilomètres autour de l'agglomération. L'eau brute transite vers la ville via quatre canalisations d'un diamètre allant de 700 à 1.000 mm, dont certaines sont anciennes et fragiles.
Ces quatre conduites sont ponctuées de vingt et un points de piquage visant à alimenter en gros certaines collectivités ou syndicats mixtes, voisins de l'agglomération. Pour sécuriser et optimiser la gestion du réseau d’alimentation en eau potable de l’agglomération, Lyonnaise des Eaux a entrepris
Une communication plus facile grâce à une meilleure propagation des SMS, une autonomie plus importante en énergie, la possibilité de paramétrer à distance les équipements et une mise en œuvre simplifiée font du Cellbox-SMS un outil parfaitement adapté aux applications de télérelève.
d’équiper en 2004 les 21 compteurs volumétriques associés aux piquages d’un dispositif permettant de télérelever les index de ces compteurs. Car avant la mise en place de ce dispositif, ces compteurs étaient relevés manuellement, chaque mois, par deux agents. La mise en place d'une solution intermédiaire de radio-relève, tout en simplifiant la tâche des agents en réglant le problème de l’accessibilité des sites, n’a pas supprimé la nécessité de se déplacer, ni substantiellement diminué le temps passé à la relève des compteurs, estimé à un total de 8 journées par mois. Et surtout, cette solution n’a pas permis de mieux surveiller le réseau. Emmanuel Blandin est responsable du Service Gestion Technique Centralisée de Lyonnaise des Eaux France à Dijon. Il explique : « Nous avons souhaité mettre en place un véritable dispositif de télérelève pour trois raisons. D’abord pour éviter les risques inhérents à une relève manuelle. Certains regards sont dangereux du fait de leur profondeur ou de la proximité de voies de circulation passantes. Ensuite, parce qu'une relève mensuelle ne permettait plus d’assurer une gestion moderne du réseau et d’offrir à nos clients une qualité de service optimale. Et enfin, dans une optique d’exploitation et de bonne gestion, parce que nous voulions réduire les frais d’exploitation liés au temps passé par nos agents pour relever manuellement les compteurs ». Après avoir fait le tour du marché, le choix de Lyonnaise des Eaux s'est porté sur le Cellbox-SMS de Lacroix Sofrel, « un matériel capable de dialoguer d’emblée avec le superviseur Topkapi traditionnellement utilisé par Lyonnaise des Eaux » précise Emmanuel Blandin. Et bien que sur les 21 points équipés, seuls 5 ou 6 présentent de réels problèmes de couverture GSM, Lyonnaise des Eaux a choisi d'équiper la totalité des regards en version Cellbox-SMS, même ceux situés en centre-ville ou à proximité d’une source d’énergie. La raison ? « La technologie SMS est bien moins coûteuse que la traditionnelle technologie Data, assure Emmanuel Blandin. Le coût de l’abonnement de la carte SIM et de l’envoi d'un SMS par jour reste infiniment moins élevé que le coût lié à la souscription d’un abonnement classique, sans parler du coût des communications par définition plus important que celui des SMS. Selon nos estimations, le coût, en termes de communication, d’un Cellbox-SMS nous revient à près de dix fois moins cher, sur la base d’un SMS par jour, qu’un autre protocole qui nécessiterait un abonnement dont le coût doit d’autant plus être pris en compte qu’il n’intègre pas le prix des communications ».
Un choix qui répond donc à une logique économique bien comprise, mais aussi à un souci d’uniformisation des matériels qui permet de simplifier la gestion et le suivi des différents équipements. « Dans certains cas, explique Emmanuel Blandin, nous disposions d'une source d’énergie à proximité du regard de comptage ». Mais même dans ces cas de figures, pour des raisons de simplicité, c’est la version Cellbox-SMS qui a été préférée.
Un produit simple à installer
qui sait se faire oublier
« Ces produits, étanches IP 67, c'est-à-dire immergeables, sont simples à installer et souples à utiliser, souligne Emmanuel Blandin. Nous les paramétrons avec Softools, le même utilitaire que celui utilisé pour les postes locaux. Nous y entrons le poids de l’impulsion, le pas d’archivage, le numéro à appeler, nous calons l’index au moment de la pose, nous raccordons la tête émettrice et nous faisons 4 trous au mur ».
L'antenne GSM, indépendante de l'appareil en lui-même, peut être déportée pour bénéficier du meilleur signal possible et éventuellement placée dans un coffret situé à l’extérieur des regards.
Depuis la fin du mois de décembre 2004, l'ensemble des 21 points de comptage sont équipés. Les postes locaux de télérelève sont reliés par un contact sec à la tête émettrice du compteur et enregistrent les impulsions émises selon une unité prédéfinie, ici une impulsion par mètre cube. Chaque jour entre minuit et deux heures du matin, ils appellent le poste central et transmettent, dans le cadre d'un message SMS, un certain nombre d'informations préalablement paramétrées : la valeur de l'index au moment de la communication, mais aussi un historique d’index échantillonnés toutes les 15 minutes sur une période de 24 heures. « Sur l’agglomération dijonnaise, les 21 postes sont paramétrés de manière identique, souligne Gilles Villain, Ingénieur commercial Centre-Est chez Lacroix Sofrel, mais ils auraient pu aussi bien, en fonction de besoins différents, faire l’objet d’un paramétrage particulier en faisant par exemple varier les pas d’échantillonnage ou les heures d’appels ».
Les informations collectées arrivent sur le superviseur Topkapi puis sont stockées dans une base de données à long terme.
(BDLT) avant d’être retraitées. « Nous effectuons ensuite différents calculs, comme par exemple les volumes journaliers par différence d’index, ou les débits moyens sur un pas de temps de 15 minutes, précise Emmanuel Blandin. Ceci nous permet de déterminer puis de surveiller les débits de nuit, et de suivre avec une grande précision la charge du réseau sur 24 heures. De plus, en additionnant tous les index de compteurs situés sur une même conduite et en rapprochant ces données des indications fournies par les débitmètres situés au départ des captages et à l’arrivée dans nos réservoirs, nous pouvons établir des bilans indiquant avec précision nos pertes d’eau pendant le transit. »
Moins de six mois après le démarrage de cette application, les volumes et débits de références sont établis. Ils ont permis une première quantification des pertes, estimées à 12 %. Mais surtout, ils permettent d’assurer un suivi quotidien des consommations et des pertes. « Cette application nous donne l’assurance d’être alertés en 24 heures maximum sur une dérive, là où il nous fallait auparavant presque un mois », confirme Emmanuel Blandin.
L’application qui porte sur le réseau de production d’eau potable sera donc prolongée par une démarche de sectorisation qui concernera cette fois le réseau de distribution.
La ville a donc été découpée en secteurs et équipée de neuf débitmètres sur lesquels seront raccordés des Cellbox de Lacroix Sofrel. « Une opération, qui doit nous permettre, notamment par l’analyse des débits de nuit, d’enrichir notre connaissance sur le fonctionnement et la gestion du réseau », explique Emmanuel Blandin. À la clé, une augmentation des rendements et une meilleure gestion des ouvrages.
