Quel que soit le point du réseau d'eau potable, l'eau doit répondre à des critères de qualité sanitaire très stricts, et être disponible à pression et débit constant. Ces contraintes imposent de veiller à l'équilibre hydraulique du réseau et à la chasse aux fuites.
Les systèmes de distribution d'eau potable s’étendent parfois sur des milliers de kilomètres, avec des structures en réseau :
- plus ou moins maillées,
- plus ou moins anciennes.
La complexité des structures de distribution les rend difficiles à contrôler ; d’où les pertes importantes observées sur certains d’entre eux.
On estime en effet qu’entre 10 et 50 % de l’eau livrée n’arrive jamais jusqu’au robinet. Ceci entraîne un manque à gagner important pour la collectivité.
Pour réduire ces pertes et améliorer le fonctionnement du circuit de distribution, une étude détaillée s'impose. Elle va conduire à s'intéresser au comportement hydraulique du réseau, afin de mettre en évidence les bras morts et les fuites.
Par ailleurs, pour permettre une gestion qualitative optimale des réseaux de distribution, il est indispensable de découvrir et de décrire précisément son fonctionnement.
Une étude diagnostic est nécessaire. Cette étude entraîne une auscultation détaillée du réseau, avec pour objectif la mise à jour des dysfonctionnements.
Celle-ci est menée par des sociétés de service qui étudient dans les moindres détails son comportement hydraulique et le différentiel “eau produite - eau facturée”, pour mettre en évidence les anomalies.
Une analyse précise de la situation
Les réseaux récemment construits sont instrumentés. Les informations sur l'état des
Depuis plus de quinze ans, Edacère réalise des études de diagnostic sur les réseaux d’eau potable. Les solutions techniques proposées sont établies en fonction des contraintes locales et permettent de définir une procédure qui peut devenir un véritable outil de maintenance préventive.
Vannes et débits sont exploités. Rien n’échappe à la supervision du réseau qui fournit un diagnostic permanent de l’installation.
Pour les ouvrages plus anciens ou non équipés, une démarche ponctuelle doit être engagée. L’analyse précise de la situation débute par une campagne de mesure de débit. Le réseau est maillé. À chaque nœud, un débitmètre est mis en place pour comptabiliser les mouvements d’eau. Cette opération est réalisée de jour et de nuit. L’état des vannes est également enregistré. Toutes ces données sont mémorisées. Les investigations durent plusieurs jours, voire plusieurs semaines si le réseau est complexe.
Cette opération permet de comptabiliser les transferts d’eau en différents points du réseau. Elle met en évidence les branches qui ont un débit insuffisant, avec pour conséquence une perte de la qualité de l’eau. Elle fait aussi apparaître toute consommation anormale, souvent significative d’une fuite.
Lorsqu’une anomalie est découverte, une exploration plus précise est mise en œuvre. Cette investigation est basée sur l’écoute des fuites.
Écouter les fuites
Les fontainiers ont de tout temps écouté le bruit de l’eau. Et aujourd’hui, ils continuent ! En percolant à travers la paroi, l’eau sous pression émet un bruit. Ce phénomène est utilisé par la plupart des appareils de détection de fuites du marché. Ils écoutent le bruit des fuites. CMR-SMR, Agrippa Fast, Dantec, Métravib Fluide, Sewerin proposent des appareils sur ce principe.
Une prélocalisation grossière, à l’aide d’une canne d’écoute, peut être réalisée sur la zone de fuite. Un microphone de sol, protégé du vent, localise avec précision une fuite sous la chaussée ou en terrain meuble.
Cette prélocalisation du défaut peut s’affiner à l’aide d’appareils de surveillance acoustique de zones. Metrascan, par exemple, est commercialisé par Métravib Fluide. Il enregistre le bruit de la canalisation seconde par seconde. Les différents niveaux de bruits obtenus sont mémorisés.
Afin d’analyser les pertes du réseau, EDF commence par faire une investigation détaillée de tous les problèmes rencontrés. À partir de ces données, les techniciens émettent des modifications à apporter pour réduire la consommation d'eau.
Sous forme d’histogramme. Un histogramme est généré toutes les 5 minutes, pendant deux heures.
Pour sa part, Agrippa-Fast a opté pour le système SAZ. Philippe Ritter, son directeur, explique : “Le système de surveillance de zones SAZ remplace la prélocalisation acoustique fastidieuse et coûteuse. L'étendue de la surface surveillée par notre système dépend du nombre de capteurs-enregistreurs installés et de la structure du réseau.”
Chaque capteur-enregistreur du système SAZ se compose d'un élément sensible piézo-électrique, d'un microprocesseur et d'un traitement acoustique sélectif d’analyse de bruit. Il s’installe et se connecte facilement au réseau, par exemple sur les vannes ou les branchements. Il capte tous les bruits de fuite dans un rayon de 150 à 700 mètres selon le matériau de la canalisation et les stocke dans sa mémoire de 32 kbit. Il est possible de laisser le matériel en place pendant 60 jours et d’acquérir pendant cette période un enregistrement toutes les heures. Un traitement statistique des signaux permet de prélocaliser la source sonore.
Une localisation plus fine
Une analyse plus fine du bruit est réalisée ultérieurement. Elle permet de localiser la fuite plus précisément. Les appareils utilisés se servent alors de la corrélation acoustique. Cependant, l'emploi de ces outils pose un problème de mesure dans les zones soumises à un fort trafic automobile ou ferroviaire. Dans ces zones, les mesures acoustiques sont perturbées par les bruits parasites aléatoires. Il faut donc pouvoir les soustraire.
Depuis 5 ans, Sewerin commercialise un corrélateur acoustique portable sur PC. L’intérêt : un meilleur traitement du signal et une édition des rapports simplifiée.
Le corrélateur Lokal 200/1 fabriqué par Agrippa-Fast permet l'interruption momentanée de la corrélation par une intégration analogique du signal mesuré lors du passage d'un véhicule sur site. Par ailleurs, la fonction de cohérence définit avec précision la plage de fréquence dans laquelle la fuite dégage le maximum d’énergie et la fonction “Comp” facilite la détection d'une fuite générant un bruit très faible.
Une fois la fuite détectée, une inspection visuelle peut être déclenchée pour “voir” l’état de l’installation. Il faut alors isoler la branche pour pouvoir y faire pénétrer les outils d’inspection.
Réaliser une inspection visuelle
La plupart des réseaux d’eau potable sont de petite taille. Ils ne sont donc pas visitables. L’inspection visuelle impose de fait l'utilisation d'une caméra robotisée. Le système Radiax/Vector/Orphée, proposé par Exavision, peut être une solution. Dérivé des systèmes d’expertise téléopérés pour les applications militaires et nucléaires, il présente l’intérêt d’être entièrement modulaire et piloté par PC sous Windows. Une fois à l'intérieur de la conduite, le robot caméra donne des informations topographiques et des images avec des mesures en trois dimensions.
La partie Vector est un robot automoteur étanche, évoluant dans des conduites dont le diamètre varie de 150 à 800 mm. L’inspection
L'opération peut être menée sur des tronçons de 1 000 mètres, grâce à un câble de liaison armé de 7 mm de diamètre. Sur cet équipage se trouve fixée la caméra Radiax. Il s'agit d'une caméra couleur avec zoom et laser intégrés. Elle est dotée d'une centrale d'acquisition de capteurs. À l'autre extrémité du câble de liaison, un PC et un manche de contrôle joystick permettent à l'opérateur de piloter l'ensemble.
Une fois toutes les acquisitions de terrain réalisées, il faut les analyser. C'est l'étape de diagnostic, effectuée par le bureau d'études.
Établir un diagnostic précis
L'analyse des volumes produits et des volumes facturés permet d'établir le rendement du réseau.
L'idéal, c'est d'obtenir le chiffre le plus élevé possible. Le bilan hydraulique est réalisé à partir :
- * des mesures par zone,
- * de la recherche des fuites par corrélation acoustique,
- * des contre-mesures après les réparations.
Il permet de tirer de précieux renseignements sur le fonctionnement de l'ensemble. Ces informations sont ensuite comparées aux plans du réseau et aux schémas altimétriques.
Elles mettent en évidence les bras morts et les zones à débit insuffisant.
À partir de ces analyses, le bureau d'études est capable d'apporter des propositions pour améliorer la gestion de l'ouvrage en proposant par exemple un système de télégestion, ou le remplacement de certains tronçons.
