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Les réseaux d'eau gagnent en intelligence

27 decembre 2013 Paru dans le N°367 à la page 79 ( mots)
Rédigé par : Françoise BRETON

Donner de l'intelligence à un réseau de distribution d'eau ou d'assainissement consiste à le doter de capteurs, d'enregistreurs et d'actionneurs permettant le recueil de données toujours plus nombreuses et à les associer à des outils de traitement informatique sophistiqués, distribués ou centralisés offrant ainsi une vision globale du réseau. Un tel ensemble intégré d'équipements ouvre la voie à un pilotage plus efficace et plus réactif et au développement de nouvelles fonctionnalités comme l'optimisation de la consommation électrique. Il constitue un enjeu économique et réglementaire pour le distributeur d'eau, avec, en corollaire, la promesse de services étendus pour les consommateurs.

En quoi ce que l’on qualifie aujourd’hui de réseaux intelligents représente-t-il une révolution des métiers de l’eau, alors que les réseaux sont aujourd’hui pour la plupart bien instrumentés ? Pour Fabrice Renault, Directeur du Segment Eau chez Schneider Electric, une des entreprises fondatrices de l'alliance mondiale pour le développement des réseaux d’eau intelligents (Swan : smart water network) créé en 2011, « le réseau intelligent combine tous les

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Des solutions intégrées de gestion intelligente pour les grandes villes

Spécialiste des produits de gestion intégrée dans les domaines de l'eau aussi bien que de l'énergie, de la distribution électrique, de la gestion des bâtiments ou des automatismes industriels, Schneider Electric a concrétisé sa vision du réseau d’eau intelligent dans un outil qui s’appuie sur ses compétences à tous les niveaux de la chaîne, hormis l’exploitation. Le Water Management Suite intègre des solutions propriétaires matérielles, de communication, des logiciels de supervision et d’aide à la décision ainsi qu’une partie conseil. « Grâce à des outils d’analyse intelligents, il est possible de détecter des fuites en comparant les mesures réelles aux valeurs de la modélisation et de les prioriser en fonction du volume des pertes et non du pourcentage de débit, explique Fabrice Renault. De plus, en connectant ces outils à des bases de données informatiques recensant tous les instruments et leur description sur système d’information géographique, on peut éditer un bon de maintenance répertoriant les informations et le matériel indispensables à l’intervention ».

Installé à Doha, au Qatar, ce système a permis de réduire les pertes d’eau de 20 % en un an. Mais la plateforme associe également une partie gestion de l’énergie qui s’appuie sur toutes les mesures physiques de consommation électrique remontées par les capteurs pour commander l’ouverture des vannes en fonction. S’ajoute une prestation de conseil pour acheter au meilleur coût l’énergie sur le marché international. Doha a ainsi réduit de 30 % sa facture énergétique sur son installation de distribution d’eau. « Avec notre système intégré, il est possible de gagner, dans les pays déjà bien équipés comme en Europe, 10 à 15 % sur l’efficacité opérationnelle, de faire 10 à 15 % d’économie sur la facture énergétique et autant sur le coût global de l’infrastructure. Notre solution a été éprouvée dans des mégapoles de 1 à 10 millions d’habitants. Elle pourra s’appliquer dans quelques années à des villes plus petites. En revanche, en dessous de 30 000 habitants, le coût par habitant et le niveau des compétences requises pour gérer ces solutions risquent d’être trop important ».

Les niveaux (matériel, communication, logiciel) doivent désormais être réunis dans un ensemble intégré. Jusqu’à présent les mesures à distance alimentaient des outils de pilotage pour faire du contrôle opérationnel et gérer le réseau à partir d’indicateurs remontés de terrain de façon discontinue, avec un intervalle de quelques minutes à quelques heures ou jours. Aujourd’hui, les instruments sont dotés d’intelligence embarquée, les données sont transmises en temps réel, analysées et interprétées de façon globale par des outils d’aide à la décision permettant d’être plus efficaces. Ainsi, des outils informatiques de haut niveau permettent de croiser en temps réel les données en provenance de multiples instruments pour offrir un meilleur diagnostic et une plus grande réactivité. Il est également possible d’optimiser l’installation, non seulement du point de vue de son rendement, mais aussi de sa consommation énergétique par exemple. La création de nouveaux services aux usagers est aussi un des objectifs visés par une plus grande intelligence dans l’utilisation des données recueillies sur le réseau.

Bien que la technologie des réseaux intelligents s’applique indifféremment aux réseaux d’assainissement et aux réseaux d’eau potable, ce sont ces derniers qui ont surtout bénéficié des avancées dans le domaine car les enjeux économiques (coût du traitement de l’eau et de la maintenance), écologiques (préservation de la ressource) et réglementaires poussent en ce sens. En particulier, le décret du 27 janvier 2012 (Grenelle 2) oblige les collectivités à réaliser un descriptif détaillé des réseaux d’eau et à élaborer un plan d’action pour réduire les pertes et augmenter ainsi leur rendement. D’autre part, la loi Warsmann du 14 avril 2011 donne à l’exploitant le devoir d’alerter les usagers en cas de consommation anormale, avec plafonnement de la facture du client en cas de fuite non signalée dans sa propriété.

Des capteurs toujours plus intelligents et plus communicants

Autant d’exigences qui nécessitent une surveillance plus précise et continue du réseau et qui trouvent une réponse avec le développement de la télérelève. De plus en plus d’équipements sont en effet dotés aujourd’hui de moyens de communication permettant de recueillir les données stockées et de les transmettre à un récepteur mobile (walk by, drive by) ou à de petits réseaux fixes de télérelève regroupant les données sur des concentrateurs qui les transmettront à leur tour à une plateforme de gestion logicielle par GSM ou Internet (par une passerelle GPRS).

Le marché propose de nombreux équipements (postes locaux de télégestion, prélocalisateurs de fuite, sondes multiparamétriques, dataloggers, débitmètres) autonomes en énergie, équipés de modules de télétransmission et bien souvent de logiciels embarqués : Lacroix Sofrel, Perax, Wit ou Mios en outils de télégestion ; Sewerin, SebaKMT, TD Williamson, Hydreka ou Primayer en prélocalisateurs de fuites ; Endress+Hauser, Krohne ou ABB en débitmètres, ce dernier proposant par exemple, avec Aquamaster 3, une solution intégrée.

[Encart : Bien que la technologie des réseaux intelligents s’applique indifféremment aux réseaux d’assainissement et aux réseaux d’eau potable, ce sont ces derniers qui ont surtout bénéficié des avancées dans le domaine car les enjeux économiques (coût du traitement de l’eau et de la maintenance), écologiques (préservation de la ressource) et réglementaires poussent en ce sens.]
[Photo : (pas de légende visible)]
[Encart : De petite taille, le boîtier compact du Promag 800 renferme tout : électronique, piles, enregistreur et modem GSM/GPRS, qui permet de transmettre les données par e-mail dans le monde entier. Plus besoin de choisir entre précision de mesure et durée de vie des piles grâce à la fréquence de mesure automatique ajustée en fonction des variations de débit.]
[Encart : Le centre opérationnel de Veolia Eau Seine et Marne gère l’eau potable, l’assainissement et les systèmes anti-crues de 4 agences mutualisées, représentant environ 1 500 communes. La supervision Panorama E², éditée par Codra, permet le pilotage à distance de plus de 450 équipements de télégestion représentant 70 000 variables au travers de connexions GSM/SMS ou RTC ou IP GSM. Les gains d’une telle supervision intelligente sont multiples : visualisation quotidienne fine des consommations, traçabilité et historisation, déclenchement d’alertes en cas de consommations trop importantes par rapport aux prévisions, optimisation des interventions du personnel de maintenance et d’astreinte.]

… intègrent toutes les contraintes spécifiques de ces acteurs : protocoles propriétaires, connectiques particulières, contraintes d’étanchéité, de fixation, etc. Les produits sont alors très souvent labellisés au nom des clients, Webdyn travaillant en OEM. Webdyn fournit également des concentrateurs « sur étagère » pour l’usage de tous les acteurs du marché : il s’agit dans ce cas de produits dont le mode d’installation et d’emploi est standardisé. Ces produits sont capables de relever tout type de compteurs, en filaire ou en radio et avec de nombreux protocoles disponibles. Ils permettent d’alimenter n’importe quel système d’informations.

Les fabricants de compteurs proposent de leur côté des appareils capables de se connecter sur différents réseaux de télérelève. Par exemple, le compteur d’eau à ultrasons Hydrus de Sappel accepte les protocoles de communication Prios, Real Data et OMS (Open Metering System). De même, le compteur électromagnétique iPerl de Sensus fonctionne avec le protocole OMS et un protocole propriétaire mais ouvert et aujourd’hui intégré au système de relève de compteurs par terminaux mobiles de Dioptase, très utilisé par les collectivités. Spécialiste informatique dans le domaine de la relève de compteurs par terminaux portables, Dioptase développe également des logiciels de relève de compteurs par terminaux portables ainsi que des logiciels de gestion des tournées et des releveurs, tous deux issus de nombreuses années d’expérience dans ce métier. Les grands distributeurs d’eau ont développé leur propre solution de télérelève.

[Photo : HYDRUS (Sappel : Diehl Metering) Radio intégrée, protocole de communication Prios, Real Data ou en Open Metering, 868 ou 434 MHz]
[Photo : iPerl de Sensus fonctionne avec le protocole OMS et un protocole propriétaire mais ouvert et aujourd’hui intégré au système de relève de compteurs par terminaux mobiles de Dioptase, très utilisé par les collectivités.]

350 000 m³ d’eau économisés à Beaune

La Ville de Beaune (21) a choisi, dans le cadre d’une renégociation de son contrat de délégation de service public, d’instrumenter son réseau d'eau potable pour limiter les pertes et améliorer le service aux usagers. La solution de réseau intelligent retenue, proposée par Veolia Eau, a consisté à combiner plusieurs technologies innovantes et complémentaires. Dans un premier temps, 6 200 compteurs Itron intégrant la technologie de transmission radio basse puissance Homerider ont été déployés et les informations rapatriées par un réseau de transmission radio supervisé par M2oCity. Ce système de télérelève permet de générer des alertes mail ou SMS en cas de détection de consommation anormale et d'offrir aux usagers la possibilité de visualiser leur consommation quotidienne sur un site web. « La mise en place de ces services a fait évoluer positivement l'image du service Eau », estime Thierry Chanussot, directeur exploitation de la région centre Bourgogne de Veolia Eau.

Parallèlement, une sectorisation du réseau de distribution a été mise en œuvre de façon optimale grâce à une modélisation hydraulique préalable qui a conduit à définir huit zones. Les entrées et sorties de chaque secteur ont été équipées de débitmètres ABB et le secteur central, correspondant à la vieille ville historique, a été doté de 80 pré-localisateurs acoustiques Phocus de Primayer, dotés d'un module Homerider, afin de repérer de façon la plus précise possible l'origine d'une fuite et de limiter ainsi les interventions dans la zone protégée. Les données de ces appareils sont rapatriées par le même réseau de télécommunication M2oCity ; elles alimentent le superviseur de Veolia, Leme, pour calculer les rendements hydrauliques et localiser les fuites. « En 2011, un an après sa mise en place, cet investissement a permis d’économiser 350 000 m³ d'eau, soit 90 jours de consommation de la ville, souligne Thierry Chanussot. Le rendement est passé de 68 % en 2009 à 78 % en 2011. Nous comptons atteindre 80 % en 2016 ». Les derniers pourcentages à gagner sont cependant les plus durs car de nombreuses fuites sont trop faibles pour être détectées. La plupart de ces fuites proviennent de la détérioration des canalisations qui, très anciennes, se fissurent et créent de micro-fuites. La sectorisation permet toutefois de soutenir une démarche visant à renouveler les canalisations en identifiant les zones les plus fragiles.

La ville de Beaune n’en reste pas là. Elle équipe actuellement le réseau de trois sondes multiparamétriques Kapta de Endetec afin de mesurer la qualité de l'eau, en particulier son taux de chlore, à des endroits stratégiques : la sortie de l'usine, l'entrée de l'hôpital et le bout du réseau. De plus, en 2014, des sondes Imus seront disposées dans le réseau d’assainissement pour étudier les variations de hauteurs d’effluent en cas d'orage ou de pics d'utilisation. « Les données de ces différents équipements seront également rapatriées par le réseau de télécommunication M2oCity, ajoute Thierry Chanussot. Il est également possible de mutualiser cette infrastructure pour le rapatriement d'autres données. La ville envisage par exemple d’équiper les bennes de déchetteries pour connaître leur niveau de remplissage en temps réel et procéder à leur vidage en temps utile ».

Veolia Environnement, à travers sa filiale Homerider Systems, a été le promoteur et le pionnier en Europe de la télérelève longue portée sur la fréquence radio 169 MHz, en réseau fixe sans répéteurs, permettant le recueil automatique des données avant leur envoi, via GSM ou GPRS, au centre de traitement. Homerider Systems a conçu des modules radio 868 MHz pour la télérelève en réseau fixe. Cette entreprise a noué des partenariats avec les principaux fabricants de compteurs d'eau – Itron, Sappel, Kamstrup, Elster ou Sensus – pour intégrer ce module à leurs équipements et ajouter de l'intelligence embarquée permettant un pré-traitement des informations au niveau du capteur et la génération d’alertes. « Nous réalisons au niveau du module lui-même les traitements nécessaires pour détecter une fuite, un retour d’eau ou pour calculer des consommations horaires, etc. », explique Thierry Lafue de Endetec-Homerider Systems. « Le nombre de données envoyées au niveau central est réduit, ce qui augmente la rapidité et l'efficacité ».

Saur, à travers ses Centres de Pilotages Opérationnels, utilise une interface Itron.

[Photo : Le Multical 21 de Kamstrup est un compteur compact intégrant une technologie de mesure statique à ultrasons et une couche radio. Le protocole de communication est le standard Européen Wireless M-Bus suivant la norme EN 13757-4. Ce protocole non propriétaire et ouvert a l’avantage de pouvoir être exploité par tous les systèmes de relève compatibles avec ce standard.]
[Photo : Intelis, le nouveau compteur ultrasonique d’Itron dispose de capacités de datalogging lui permettant d’enregistrer la consommation sur des périodes configurables. Sans pièce en mouvement, ce compteur élimine les coûts de maintenance imprévus et fournit des données très précises durant toute sa durée de vie.]
[Photo : Sur l’usine de Super Rimiez, le superviseur PCVue gère l'ensemble des étapes du processus de traitement des points de captage jusqu’aux robinets des habitants. Le réseau de contrôle et de télésurveillance mis en place comprend 26 terminaux Scada qui procèdent à l'acquisition d’environ 50 000 variables provenant de quelque 400 automates programmables industriels et terminaux distants.]
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[Photo : Topkapi intègre de nouveaux développements offrant de puissantes fonctions de calcul multivariables sur données horodatées susceptibles d’être acquises de manière asynchrone. En matière de fuites, cela se traduit par exemple par la possibilité de réaliser des calculs de débits moyens en un nœud du réseau (en tenant compte des débits entrants et sortants) et de générer une alarme sur détection d'un seuil en dessous duquel la valeur doit passer quotidiennement.]

« Cloud » pour permettre à ses clients de visualiser leur territoire sous Google Earth et les installations et opérations menées en temps réel.

Un grand enjeu : l’interopérabilité

Malgré les efforts engagés par les fabricants pour se connecter avec les principaux systèmes de télérelève existants, l’interopérabilité reste un critère de choix incontournable au moment de l’introduction d’un nouvel équipement car il n’existe pas encore d’accord sur une norme de transmission. La création en 2011, par Veolia et Orange, de M2oCity apporte une solution inédite et innovante pour assurer une télérelève transparente et à moindre coût. S’appuyant sur le métier d’Orange, la jeune société construit des infrastructures de télécommunication dédiées aux objets communicants en installant des passerelles radio sur des points hauts (châteaux d’eau, clocher, toit d’immeuble) et fonctionne par abonnements : « Pour un coût inférieur à 1 € par mois et par objet, nous offrons un service moins cher que la téléphonie mobile et nous gommons les problèmes d’interopérabilité pour nos clients, explique Pierre-Yves Senghor. Nous nous mettons d’accord avec les fabricants de modem pour que leur signal soit compatible avec notre infrastructure et, si ce n’est pas possible, nous développons une nouvelle infrastructure compatible avec ce signal. Notre intérêt d’opérateur de télécommunication est de générer du trafic et donc de promouvoir les solutions proposées par tous les fournisseurs d’équipements ». Une plateforme, M2oConnect, met en avant les principales solutions existantes.

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[Encart : L’intelligence en milieu rural et périurbain « Parmi les contrats que Saur exploite, certains contrats sont dits ruraux, ils présentent un indice linéaire de consommation bas, une densité d’abonnés parfois faible mais un linéaire de canalisations très important, explique Damien Lehembre, Responsable Hydraulique et Gestion patrimoniale chez Saur. Connaître et maîtriser les pertes sur ces réseaux est une problématique importante. Les technologies nouvelles, en permettant plus de mesures et d’analyses en temps réel, donnent les moyens de répondre aux exigences des collectivités portant sur un meilleur rendement et plus de transparence, un meilleur coût ». En milieu rural, cependant, il faut trouver un équilibre entre les ambitions des collectivités et la capacité d’investissement qui est d’autant plus réduite que le volume facturé est faible. La télérelève n’est pas forcément pertinente car, selon la topographie (vallonnée, forêt dense, habitat très dispersé), le coût des infrastructures est trop important. « On peut alors opter plutôt pour la télérelevé, qui transmet par onde radio l’index à un agent chargé de la relève ou à un véhicule équipé d’un récepteur ad hoc, précise Damien Lehembre. Il est parfois possible d’utiliser des modes mixtes, en limitant la télérelève au bourg ». Radiorelevé et télérelève permettent de proposer aux clients abonnés de nouveaux services : suivi d’index de consommation ou alertes de consommation anormales via internet ou boîtier de suivi des index au domicile.]

Bien que très exigeante en instrumentation et surveillance, la sectorisation est particulièrement utile pour détecter les fuites sur ce long réseau. « Selon le type de réseau, nous proposons des approches spécifiques et adaptées : soit de la prélocalisation acoustique à poste fixe (par exemple dans un centre bourg très interconnecté), soit des campagnes temporaires avec prélocalisation et corrélation dans les zones les plus pertinentes », détaille Damien Lehembre. Les données des prélocalisateurs et de la sectorisation sont analysées par l’application Secteau au centre de pilotage opérationnel de Saur afin de définir les zones d’intervention prioritaires en fonction de l’importance des fuites.

La présence de sondes multiparamétriques est également intéressante sur un réseau d’eau potable. Placées à des endroits stratégiques et couplées avec une modélisation hydraulique de celui-ci, elles permettent de suivre la qualité de l’eau et de détecter d’éventuelles pollutions.

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Réseaux intelligents : chez les abonnés aussi...

Les technologies qui permettent de réduire les fuites et les pertes dans les réseaux de distribution sont tout aussi efficaces chez les abonnés.

[Photo : Une économie d'eau de ~ 30 %]

Hydrelis a conçu, autour de son disjoncteur d'eau, des solutions permettant de limiter ou de supprimer les fuites chez les utilisateurs.

Le disjoncteur d’eau peut couper l'eau en cas de grosses fuites, fermer l'alimentation pendant les horaires de nuit ou couper et rouvrir l'eau à distance sur demande. Dotés d’une intelligence locale, ces dispositifs peuvent aussi remonter des informations de consommation ou recevoir des instructions. En bref, ils fournissent des réponses adaptées à tous les cas.

Ces solutions prouvent régulièrement leur efficacité, avec des économies d’eau de l'ordre de 30 %. En témoigne le cas de la ville de Nevers sur les consommations de 15 sites, suivis sur plus de trois ans.

Elles sont mises en œuvre dans plusieurs villes, mais aussi chez Orange, EDF, McDonald’s, Carrefour ou la SNCF, avec des résultats toujours similaires.

Ces solutions sont déjà existantes et opérationnelles sur l'infrastructure. L'entreprise compte aujourd’hui un parc d’un million d’objets communicants en France, avec la supervision d'une infrastructure dans 1 500 villes. L'avantage d'un tel système, et son coût modéré, réside dans le fait qu’il est possible de partager le réseau de télécommunication avec d'autres clients et d'autres métiers (réseaux de chaleur urbains, gestionnaires de bâtiments, opérateurs de collecte de déchets, etc.).

Des outils logiciels pour exploiter et optimiser

Les communications radio et l’avènement d'infrastructures dédiées permettent d’envisager la télérelève à moindre coût. Si ce maillon du réseau intelligent est considéré comme essentiel, c’est qu'il permet la relève automatique, aussi fréquente que souhaitée, des index des compteurs. Il est ainsi aisé de facturer sur la base de la consommation réelle, de diminuer les coûts liés à la relève manuelle, d’alerter rapidement les usagers en cas de consommation anormale et de leur offrir des services sur un portail web, comme le suivi de leur consommation quotidienne ou les indices de qualité de l'eau.

Les données télérelevées sont également exploitées pour améliorer le rendement ou l'efficacité des interventions. Qu’ils soient proposés par les fabricants d’objets communicants (Homerider Systems, Hydreka, ...) ou par des entreprises spécialisées en TIC, les logiciels de supervision intègrent de plus en plus de fonctionnalités : calcul des rendements du réseau, reporting, calcul des pics de consommation, génération d’alertes, archivage, détection de fuite, etc.

Par exemple, le superviseur PCvue d’ARC Informatique traite les données brutes ou quotidiennes en temps réel, quel que soit leur mode de transmission (satellite, radio, ADSL). « Nous pouvons nous interfacer avec tout type d’équipements en France et à l'étranger, comme ceux de Perax, Wit ou Sofrel », souligne Fabien Rigaud, responsable marketing et communication chez ARC Informatique. « C’est intéressant, par exemple, lorsque des syndicats intercommunaux sont créés et combinent des équipements pilotés par des systèmes différents. »

Aréal, concepteur des solutions de supervision Topkapi, a ajouté au traitement différé des données leur traitement en temps réel et les calculs sur des données horodatées provenant de différents équipements. « Nous proposons, dans le même outil, la possibilité de traiter les données horodatées au fur et à mesure de leur arrivée avec génération d’alarme en cas d’anomalie », explique Arnaud Judes, responsable communication chez Aréal. « Le processus est transparent pour le client et lui permet d’être plus réactif. »

L'un des atouts de Panorama E2 de Codra est de pouvoir créer facilement des applications de supervision orientées objet, ce qui permet de gagner d’autant plus de temps dans la configuration de l’application lorsque l'installation est grande. « Un autre point fort de Panorama E2 est d’être capable de notifier automatiquement les alertes par e-mail ou SMS en fonction du planning d'astreinte », ajoute Cyril Rolland, responsable marketing de l’entreprise.

L'application d’Homerider Systems réunit pour sa part en un seul outil toute une palette de fonctionnalités.

[Encart : Une solution de télérelève mobile depuis un Smartphone Android Disposant d'une palette de plus de 10 protocoles radio au niveau international (Sappel, Itron, Coronis, Homerider, Apator, etc.), Nogema propose aujourd'hui la première télérelève mobile depuis un smartphone Android. Grâce à un smartphone couplé à une interface de radiorelève Bluetooth, l'application capte en temps réel toutes les trames radio des compteurs rencontrés lors du déplacement. Cette relève se réalise sans préparation de tournée et en tâche de fond. L’application décode en temps réel les trames et, à la demande de l'utilisateur, peut générer des alertes selon les alarmes décodées. L'opérateur reçoit par exemple une alerte en cas de fuite ou de fraude et peut intervenir immédiatement, étant déjà sur place. La relève est très rapide : en quelques dizaines de minutes, le smartphone peut capter, décoder et stocker plus de 4 000 trames radio. Une belle innovation et aussi une manière différente de voir la radiorelève temps réel. L'application est téléchargeable sur Play Store Android.]
[Encart : La télérelève à l’heure de la VHF longue portée Hydreka propose une technologie de télérelève VHF longue portée qui a fait ses preuves en France depuis 2007, avec le projet déployé à Paris Rive-Gauche (27 000 compteurs de pied d'immeuble relevés quotidiennement) géré aujourd'hui par Eau de Paris. D'autres sites, en milieu rural ou semi-rural, exploitent aujourd'hui cette technologie VHF libre de droits d'utilisation, notamment : le Syndicat des Eaux de Seiches sur le Loir (49) avec Nantaise des Eaux Service (près de 4 500 compteurs relevés sur 9 communes couvrant environ 15 x 20 km) et les communes de Saint-Just/Saint-Rambert (42) équipées par Aqualter (6 300 compteurs dans une zone vallonnée). Au vu des résultats obtenus, Aqualter a débuté le déploiement de la même solution VHF Hydreka sur le Syndicat des Eaux de Veyle Reyssouze Vieux Jonc (01). À l'issue du déploiement, 18 000 compteurs seront équipés et relevés quotidiennement. Les compteurs émettent leurs données quatre fois par jour. Celles-ci sont recueillies par un réseau VHF constitué de concentrateurs et de répéteurs qui transmettent, chaque heure, les nouvelles lectures vers un serveur FTP distant. Ces concentrateurs sont déjà interfacés avec diverses solutions informatiques de gestion clientèle. Hydreka assure l'étude de dimensionnement, la formation des personnels à la pose et à l'interprétation des résultats ainsi que le support nécessaire à l'interfaçage avec les systèmes de gestion des communes. Hydreka a déployé sa solution radio sur près d'une vingtaine de sites en France.]
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La nanotechnologie intégrée aux réseaux

[Photo : puce RFID fixée sur une canalisation]

La Communauté de Communes du Pays de Gex, qui regroupe 27 communes, assure entre autres compétences celle de l'eau potable et exploite, à ce titre, près de 820 km de réseaux. « Le rôle de la collectivité est de prévoir et d'organiser au meilleur coût, l'entretien, la réparation et le renouvellement des équipements nécessaires au maintien de la qualité du service à l'usager », explique Jean-Charles Bal, responsable du Bureau d'études « Eau et Assainissement » de la Communauté de Communes du Pays de Gex. Elle s'est donc dotée dès sa création d'un outil informatique lui permettant d'une part de rassembler la connaissance de son patrimoine et d’autre part de le gérer de façon appropriée. Dans cette optique de gestion patrimoniale, la Communauté de Communes du Pays de Gex s'est orientée sur le choix de « marquer » tout organe de réseau neuf (tuyau, vanne, coude, branchement) ou existant rencontré dans le cadre de ses chantiers d'eau potable à l'aide de boîtiers ELIOT.

ELIOT est un système communicant de détection d’ouvrages enterrés ou immergés, basé sur la technologie RFID, composé d'une puce RFID fixée sur l'objet à signaler et d'un lecteur muni d’une antenne. Il permet la localisation selon trois axes jusqu’à 1,50 m de profondeur, même dans des conditions difficiles, avec une précision de l'ordre du centimètre. Les tubes communicants sont dotés d'une technologie RFID. Le tag RFID permet la détection et la localisation précise du tube enterré. Il constitue également une véritable carte d’identité et un carnet de maintenance de la canalisation : type de fluide véhiculé, type de matériel, numéro de série, date de fabrication, chronologie des actes de maintenance… Les éléments clés sont enregistrés dans les tubes et sont communiqués aux opérateurs en quelques secondes, via des ondes radios et un détecteur adapté.

« Cette technologie, étroitement liée au système d'information géographique (SIG) de la collectivité, apparaît tout à fait complémentaire puisque la donnée peut désormais être renseignée et/ou consultée in situ », souligne Jean-Charles Bal. La position précise de la conduite, sa nature et toutes sortes d'informations seront désormais accessibles depuis la surface, à tout opérateur équipé d'un récepteur. Indispensables au maintien de la qualité, à la performance du service et à la maîtrise du prix de l'eau, la connaissance et l'identification du patrimoine enterré sont des éléments fondamentaux pour le maître d’ouvrage, qu’il s’agisse de sa responsabilité en matière de localisation des réseaux souterrains ou de l'aide à la gestion de son patrimoine.

Services dont la facturation, le calcul du rendement du réseau, la détection de fuite et la surveillance quotidienne de la qualité de l'eau.

Des outils logiciels plus ciblés permettent de prioriser les interventions sur les fuites ou d’optimiser la consommation énergétique d'un réseau. Wit, par exemple, propose un outil pour suivre l’évolution de la performance énergétique afin notamment d'optimiser la consommation en profitant des tarifs heures creuses mais aussi de piloter des pompes à débit variable. Il est aussi possible de faire de l’effacement électrique, c’est-à-dire d’arrêter le pompage ou la station de production pour écrêter les pointes de consommation électrique en accord avec EDF. « L'effacement électrique demande une très bonne connaissance de son réseau », insiste Damien Lehembre de Saur, acteur historique de la gestion déléguée de services à l'environnement reconnu pour son ancrage territorial. Il faut modéliser l’hydraulique du réseau en s’appuyant notamment sur l'historique des mesures de production et de consommation. « Nous avons lancé cette démarche avec des partenaires français et étrangers », précise-t-il. Schneider Electric ambitionne de donner une valeur supplémentaire en optimisant la gestion énergétique de l'installation à tous les niveaux, fonctionnement des pompes et achat de l’énergie sur les marchés. « Nous sommes persuadés que la facture énergétique va exploser dans les prochaines années », commente Fabrice Renault.

Remonter la donnée en temps réel

Outre l'acquisition des données des compteurs et des capteurs grâce à de nombreux protocoles filaires ou radio ouverts et propriétaires (ModBus, MBus, WBus, Prios, etc.), les concentrateurs Mios disposent d'une base de données SQL Server embarquée pour le stockage local et l'horodatage des valeurs à la source et permettent une communication avec les superviseurs en Webservice à travers de nombreux types de communication (GMS, GPRS, 3G et bientôt 4G).

Outre l'utilisation de standards correspondant aux « best practices » du web et de l’IT, l'avantage de l'utilisation des webservices réside dans la possibilité de remonter la donnée en temps réel, que ce soit la donnée de comptage, mais également les alarmes et les défauts techniques. Avec une MiosBox ou une MiosCube, remonter les informations de capteurs ou de compteurs se résume à s’abonner à un service web « terrain », garantissant une souplesse intéressante pour les opérateurs de réseaux. Au-delà de la remontée des informations, les concentrateurs Mios permettent également le contrôle-commande à distance grâce à leurs modules d'entrées/sorties déportées (sorties TOR, sorties analogiques) et leurs fonctions d’automatismes multilingages (Ladder, scripts, etc.).

Mios dispose également des outils software avec l'ensemble de ses concentrateurs, notamment MiosVision (un superviseur permettant la création de dashboards techniques et énergétiques directement embarqué sur la MiosBox) et son nouveau service MiosCloud, une solution de supervision multi-MiosBox ou multi-MiosCube qui permet une gestion centralisée des équipements terrains et la possibilité de créer des interfaces dans les différents métiers de l'eau et de l’énergie. Cette souplesse dans les architectures des systèmes d'information reposant sur des standards ouverts du monde de l’IT permet de faciliter le déploiement des réseaux intelligents pour les exploitants.

[Encart : Une solution originale de relevé à poste fixe de pré-localisateurs Le Service de l’Eau de la ville de La Rochelle a déployé depuis janvier 2013 une solution innovante de relevé à poste fixe de pré-localisateurs de fuites de la société Hydreka. Cette solution s'appuie sur un réseau de réception radio fixe (seulement six points de collecte radio déployés pour trois cartes SIM) qui relève 184 Permalog Plus quotidiennement sur quatre secteurs de la ville afin de faire un suivi en temps réel de l’apparition des fuites. Ce système va être étendu en deux tranches supplémentaires pour couvrir la totalité du réseau de la ville, ce qui représentera au final 450 points d'écoute fin 2015. L'un de ses avantages est de présenter un coût d'investissement et d’exploitation réduit tout en proposant des données rafraîchies quotidiennement : ainsi, la réactivité du service de recherche de fuites s’en trouve grandement améliorée. En 2012, le rendement du réseau de la ville s'établissait à environ 87 %. Il approche aujourd'hui les 90 % alors que seuls 40 % du réseau sont équipés. Un autre avantage de cette solution est de pouvoir rapatrier également, via le même réseau radio, les informations des compteurs d'eau, d'électricité ou de gaz et des débitmètres du réseau. Les données de pré-localisation de fuites peuvent alors être rapprochées en temps réel des niveaux de consommation par secteur et ainsi orienter les équipes de réparation avec une efficacité jamais atteinte auparavant.]
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[Photo : CityMind de Smarteo Water est un webservice accessible en permanence sur Internet dédié à la supervision de compteurs télérelevés. Il se présente sous deux formes : un portail exploitant dédié à la gestion du parc de compteurs et la sectorisation et un portail client où les abonnés du réseau d’eau peuvent consulter leur consommation et configurer leurs alertes.]

page peut être estimé entre 30 et 40 millions d’€. Ne serait-ce que 10 % de réduction serait une belle économie ! » (voir encadré).

Jean-François Courteheuse, directeur général d’IXEL, insiste sur le fait qu'il existe des équipements simples et bas prix qui permettent de générer les contacts heures creuses/heures pleines des compteurs tarif jaune d’ERDF qui en sont dépourvus d’origine, et qu'il existe des passerelles permettant le raccordement de n’importe quel compteur posé par ERDF à n’importe quel équipement de GTB en Modbus.

L’intelligence dépend de tous les maillons de la chaîne

À terme, le réseau intelligent inclura l’ensemble du cycle de l’eau, de la surveillance de la ressource naturelle à la distribution puis au drainage des eaux pluviales et au traitement des eaux usées. Mais attention, « le réseau n’est pas intelligent en soi », prévient Michel Jacquet, directeur commercial de Sensus France. « Il s’agit d’une chaîne dont l’efficacité est égale à celle de son maillon le plus faible. Par exemple, si l’on veut augmenter le rendement de son installation, il est nécessaire d’avoir des compteurs extrêmement précis car ce sont les derniers pourcents qui sont les plus difficiles à gagner, une fois que les grosses fuites sont détectées ».

Les petites fuites représentent au final des quantités importantes d’eau perdue : une fuite de chasse d’eau de 5 litres par heure totalise 43,8 m³ par an, un filet d’eau au robinet 87 m³ par an. Or, les fuites inférieures à 3 litres par heure ne sont rapidement plus détectables avec les compteurs mécaniques car leur précision se dégrade rapidement. « Il faut également intégrer l’aspect social, précise-t-il, car le métier des agents de terrain évolue vers des tâches plus techniques. Il faut, avant tout, se poser des questions sur les objectifs à atteindre, pour faire quoi, et comment on veut travailler ».

[Encart : Aquaconsulting : des solutions exclusivement dédiées aux métiers de l’eau et de l’assainissement Créé en 2002, Aquaconsulting est le seul éditeur « métier » de solutions exclusivement dédiées aux métiers de l’eau et de l’assainissement. Basée à Lyon, cette filiale d’Aqualter associe une équipe d’experts pour des clients privés et publics. En 2013, cette société gère 410 000 abonnés répartis sur 855 communes et 200 syndicats. Destiné aux services de toutes tailles, le progiciel Aqua-System est conçu pour effectuer de la facturation d’eau et d’assainissement sur mesure à partir d’un système d’information local complet, sécurisé et convivial. Il comprend quatre modules : Aqua-Tournée pour la relève et le renouvellement des compteurs, Aqua-Télérelève qui centralise les données télé-relevées, Aqua-Mobile qui assiste les techniciens sur le terrain et un espace abonné sur internet, accessible par chaque client afin qu’il puisse suivre son compte particulier. Le principe d’ensemble est basé sur une relève des compteurs à distance par téléreport. Concrètement, chaque compteur individuel d’eau est muni d'un petit module électronique radio alimenté par une pile longue durée. Les signaux de chaque téléreport sont émis vers un concentrateur installé sur une zone géographique restreinte. Il enregistre les données avant d’émettre à son tour les différents relevés à destination du serveur Radiotec en liaison sans fil (GSM) avec le système d’information. Outre la centralisation et le stockage des données en provenance des abonnés, le concentrateur va servir aussi à déceler d’éventuelles anomalies de fonctionnement lors du télérelevé des compteurs (batteries trop faibles, liaisons défectueuses, etc.). Toutes ces données, techniques et de comptage, sont ainsi regroupées dans l’ordinateur central d’Aqua Téléreleve afin d’y être traitées. L’ensemble matériel et logiciel reste simple, homogène, souple à utiliser pour la gestion de tout service de distribution. Moderne, sécurisé, doté d’une interface conviviale et intuitive, Aqua-Systeme est livré avec un ensemble d’outils d’analyse, de reporting et de facturation. Plus qu’un relevé à distance, le principe assure un service de l’eau avec optimisation de l’administration du parc de compteurs, une détection rapide d’anomalies (fuites), une amélioration contre la fraude, une surveillance des risques de retour d’eau et une tarification saisonnière possible. Sans dérangement pour l’utilisateur, la téléreleve permet une facturation sur la base de consommations réelles avec une alerte immédiate en cas d’anomalie importante et la possibilité pour l’usager de suivre finement ses débits via internet. L’exemple de terrain de Saint-Just-Saint-Rambert, une commune de la Loire de 14 800 habitants où la filiale d’Aqualter dispose d’un contrat reconduit en 2014 pour dix ans, montre l’efficacité du principe. Ce réseau regroupe 6 300 abonnés, 143 km de réseaux d’eau potable, 21 réservoirs et huit captages. Chaque année, 700 000 m³ sont vendus avec un rendement de 76 %, performance provenant d’une possibilité de diagnostic du réseau en temps réel. Jean Guilhem]
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