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Recherche de fuites : les outils se diversifient pour répondre à toutes les stratégies
Christophe Bouchet de EDITIONS JOHANET 30 septembre 2019 Paru dans N°424 - à la page 111

La recherche de fuites en réseau d’eau potable est au centre des préoccupations de tous les services, qu’ils soient petits ou grands, urbains ou ruraux, riches ou pauvres. Cette préoccupation commune ne doit pas masquer des situations très diverses qui imposent des stratégies différentes. Les outils se développent et se diversifient pour répondre à la disparité des situations rencontrées sur le terrain. Les exploitants apprennent à passer d’une logique d’exploitation d’un équipement à une autre logique basée sur l’exploitation et l’analyse des données qu’il transmet.

La gestion durable de la ressource en eau passe nécessairement par la maîtrise et donc la recherche de fuites sur les réseaux d’eau potable. La réduction des fuites, c’est aussi la principale contribution des usagers de l’eau potable à l’effort du plan national d’adaptation au changement climatique.
Au-delà de ces principes de base, les services locaux de l’eau et de l’assainissement sont désormais astreints à des obligations très concrètes en la matière : descriptif détaillé des ouvrages de transport et de distribution, établissement de plans d’actions en cas de non atteinte d’un rendement seuil compris entre 65 et 85 % en fonction de la taille de la collectivité et de la sensibilité quantitative de la ressource. Si l’une ou l’autre de ces deux conditions n’est pas respectée, le taux de la redevance pour prélèvement sur la ressource est doublé.

Ou en sommes-nous aujourd’hui ?

Certains chiffres sont connus et font consensus : 20 % de l’eau prélevée et traitée pour être distribuée (soit 1,2 milliard de m3) n’arrive pas jusqu’à l’usager. Ce qui entraîne des pressions accrues sur la ressource, une perte économique non négligeable et une moindre qualité du service rendu.
Hydrolux HL7000 de Seba KMT permet une localisation électroacoustique des fuites avec micro de sol, sonde et, sur option, recherche de gaz traceur. Grâce au Bluetooth® intégré, il n’y a plus de connexion filaire entre le boîtier, les écouteurs et les capteurs, éliminant ainsi les bruits parasites dus au vent ou au frottement des câbles.

Pour autant, ce chiffre, régulièrement repris par les médias nationaux, ne dit pas grand-chose de la situation réelle des services par rapport à leurs obligations. Si l’on en croit le rapport publié par le Sispea en 2018 (données 2015), au moins 19 % des services n’atteindraient pas le rendement requis par la réglementation (contre 20 % en 2014). Mais d’autres sources font état de chiffres très supérieurs. C’est, par exemple, le cas de l’agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse, qui estime, sur la base des déclarations 2016 de redevances “prélèvement d’eau”, que 41 % des réseaux d’eau du bassin ont un rendement inférieur au seuil de la loi…

Une chose est certaine : sur le terrain, les disparités sont considérables. Quelques chiffres illustrent très bien la chose : 10 % des usagers dépendent d’un service dont le rendement de réseau est inférieur à 67 % et 10 % relèvent d’un service dont le rendement de réseau est supérieur à 90 %. Entre ces deux déciles, des écarts de 10, voire 15 points, au sein d’un même canton ne sont pas rares…
A cette disparité des situations répond logiquement une diversité des stratégies et des objectifs en matière de recherche de fuites.

Une grande diversité des stratégies et d’objectifs

« Chercher les fuites ne constitue qu’une partie de l’équation pour préserver la ressource et améliorer l’efficacité des réseaux, analyse Pierre Bossy, Chargé de Marché Solutions Smart chez Bayard. Plusieurs aspects sont effectivement fondamentaux dont tout d’abord faire un état des lieux du réseau sur lequel on souhaite travailler. Quel est son état (âge des canalisations, matériaux de celles-ci, technologie de désinfection de l’eau potable), une sectorisation débitmétrique est-elle en place et performante (types de débitmètres et leur qualité métrologique, emplacements judicieux sur le réseau,…), y a-t-il une connaissance poussée du réseau (SIG bien renseigné, gestion patrimoniale maîtrisée) ? Une fois l’état des lieux effectué, une stratégie peut être envisagée pour la recherche de fuites. Mais chercher les fuites est insuffisant : améliorer l’efficacité du réseau implique de réparer les fuites détectées au plus vite après leur localisation précise. Une fois tous ces éléments réunis, il sera peut-être pertinent de mettre en place une gestion rigoureuse des pressions avec des systèmes de modulation de pression qui permettent d’adapter celle-ci au besoin réel en fonction de la demande. Cela permet aussi de moins solliciter le réseau donc de contenir des dégâts ultérieurs conduisant à terme à de nouvelles fuites. Tout ceci implique aussi une agrégation des données récupérées et des outils d’analyse adaptés aux objectifs recherchés ».
Le SeCorr C 200, dernier corrélateur portable de Sewerin, intègre une IHM entièrement tactile.

« Améliorer le rendement d’un réseau d’eau potable, c’est d’abord mettre en place une stratégie globale, durable et efficace au niveau de la distribution de l’eau, explique également David Gotte, Directeur commercial de la plateforme de partage en ligne FluksAqua. Le but est de réduire les pertes physiques, mais aussi de mieux gérer le patrimoine et le fonctionnement hydraulique du réseau, ce qui conduit nécessairement à se fixer des objectifs. Il ne s’agit bien évidemment pas de viser le “zéro perte”, mais pas forcément non plus de se limiter au simple respect des seuils “Grenelle 2” ».

Tout commence donc par un travail d’analyse de la situation.
Il passe par un recueil des éléments concernant le réseau, des chiffres clés, des actions éventuelles déjà en cours et des priorités pour définir le contour des actions à conduire, une méthodologie et un calendrier. Cette démarche économico-environnementale débouche sur un plan d’action étayé par des outils de surveillance, de détection, de localisation, et des indicateurs de suivis adéquats. Ce travail, entamé depuis longtemps par les services le plus importants concerne, désormais tous les distributeurs, mêmes les plus modestes. « On voit désormais assez fréquemment des petites communes qui ne faisaient pas de recherche de fuite auparavant commercer à s’intéresser à la question », confirme Maxime Kieffer, Directeur commercial chez Sewerin.
L’Ortomat-MTC de VonRoll Hydro permet de détecter et localiser précisément le point de fuite entre deux appareils. Les mesures sont transmises automatiquement au serveur aux heures spécifiées. Les données évaluées restent disponibles à tout moment en ligne dans Hydroport. L’utilisateur dispose ainsi des résultats de niveau sonore ainsi que des fichiers audios pouvant être corrélés.

Pour beaucoup, l’installation de compteurs de sectorisation qui consiste à diviser le réseau en secteurs homogènes sur lesquels les volumes mis en distribution sont mesurés, comparés et analysés a constitué la première étape de cette fameuse stratégie. « Le développement de débitmètres précis, autonomes en énergie et communicants a grandement facilité les choses, de même que les évolutions enregistrées en matière de télégestion et le développement de dataloggers spécifiquement conçus pour ausculter le réseau » souligne David Gotte chez FluksAqua. « Ils permettent d’obtenir des données suffisamment pertinentes pour établir un diagnostic précis. Ce mouvement vers une instrumentation des réseaux d’eau potable est aujourd’hui bien avancé, même si certains syndicats ruraux ne l’ont pas encore totalement achevé ». Il a en tout cas permis d’élaborer des stratégies et, ce faisant, d’ouvrir le marché de la recherche fuites à des profils diversifiés, ce qui a incité les fabricants à élargir leur offre en développant des matériels plus performants mais également plus simples à utiliser.


Des matériels plus performants et plus simples à utiliser

Jadis affaire de spécialistes, la recherche de fuite s’est démocratisée, même si elle requiert, dans bien des cas, l’intervention sur le terrain, de professionnels spécialement formés. Logiquement, et pour répondre à l’élargissement du spectre des utilisateurs, les fabricants de matériels de détection et de localisation se sont attachés à simplifier l’utilisation de leurs équipements. « Au-delà des performances, nous travaillons beaucoup sur des axes tels que l’ergonomie, tout en minimisant les interactions requises de la part de l’opérateur pour permettre au plus grand nombre d’accéder à la technologie » confirme Maxime Kieffer chez Sewerin. Le SeCorr C 200, dernier corrélateur portable de la marque, intègre une IHM entièrement tactile. « On ne fait pas du tactile pour du tactile, mais pour simplifier l’usage et permettre à l’utilisateur de faire plus de choses que précédemment, et beaucoup plus facilement, souligne Maxime Kieffer. C’est un outil qui sait s’adapter à tous les profils, qu’ils soient spécialistes ou utilisateurs occasionnels ».
Simplicité et flexibilité sont l’alpha et l’omega des fabricants.

C’est également le cas chez VonRoll Hydro, qui, pour rester bien au fait des besoins des utilisateurs, associe fabrication des équipements et prestation de service. Pour la détection permanente des fuites, les enregistreurs de données Ortomat se déclinent en différentes versions pour répondre à toutes les stratégies : de l’Ortomat classic, simple à installer (sans phase de calibrage), à l’Ortomat-MT GSM qui automatise la transmission des données au logiciel d’analyse via une carte sim. Les alarmes de fuites peuvent alors être transmises sans délai à 4 numéros cibles simultanément.

Loggers corrélants ou non ?

L’Ortomat-MTC associe de son côté une fonction prélocalisation avec une corrélation pour faciliter la localisation du point de fuite. Il appartient à la famille des loggers corrélants, exploitables en mode nomade ou à poste fixe, développés par ailleurs par Gutermann avec le Zonescan 820 ou Primayer avec Enigma3m.
Reposant sur une communication 3G/GPRS, ces loggers associent l’identification de la fuite avec sa localisation en diminuant les faux positifs (fausses alarmes) et les faux négatifs (fuites non identifiées) grâce la filtration des bruits ambiants. Mais il faut les positionner de manière relativement rapprochée pour obtenir de bons résultats (tous les 100 à 150 m), ce qui entraîne un niveau de couverture élevé et des coûts associés importants, raison pour laquelle certains fabricants, comme par exemple Sewerin, ne se sont pas engagés dans cette voie-là : « Au final, on se retrouve avec un taux de couverture complètement déraisonnable et des coûts sans rapports avec les résultats obtenus », estime Maxime Kieffer qui plaide pour « moins de capteurs mais mieux de capteurs ».
Gutermann teste actuellement un Zonescan NB-IOT qui repose sur le nouveau standard de communication LPWAN spécialement conçu pour l’Internet des objets. Ce logger devrait permettre de supprimer la solution radio tout en réduisant les coûts d’installation et de maintenance.

FAST (Groupe Claire) propose quant à lui des loggers corrélants multipoints mobiles, présentant une alternative aux autres solutions du marché.

Cette technologie pourrait cependant évoluer rapidement en devenant, notamment, plus précise et moins consommatrice en énergie. Gutermann teste par exemple un Zonescan NB-IOT (Narrowband IoT) qui repose sur un nouveau standard de communication Low Power Wide Area Network (LPWAN) spécialement conçu pour l’Internet des objets. Ce logger devrait permettre de supprimer la solution radio tout en réduisant les coûts d’installation et de maintenance.
Toujours chez Gutermann et dans la même lignée que l’Easy Scan à poste fixe, un appareil 2 en 1, à la fois corrélateur et acoustique, l’hydrophone HiScan vient s’adapter aux systèmes déjà en place. « L’intérêt de l’hydrophone par rapport à des appareils traditionnels, c’est de ne plus avoir à se déplacer, avec les micros placés sur la conduite pour écouter » explique Luc Bade, directeur commercial chez Gutermann. L’appareil a été conçu pour s’adapter à des conduites de gros diamètre, entre 600 et 1.000 mm. La difficulté est double sur ce type de conduite, le transport du bruit et la distance entre les points d’écoute.

Bien sûr, ces développements ne s’adressent pas à tous les services ni à tous les exploitants, lesquels sont confrontés à des besoins (et des moyens) différents et qui évoluent parfois de manière inattendue : la réorganisation des collectivités liées à la loi NOTRe génère des incertitudes et des inerties qui pèsent parfois sur les choix technologiques. Mais ces développements s’inscrivent dans le cadre d’un net élargissement de la palette des outils disponibles pour réduire les pertes sur le réseau.

Les prélocalisateurs aimantés et hydrophones développés par FAST permettent  de réaliser une corrélation multipoints.

FAST qui a intégré en 2016 le groupe Claire lequel regroupe les sociétés Sainte-Lizaigne, V.V. Electronic, Hydroméca, est spécialisée dans la recherche de fuites. L’entreprise a développé une technique de détection pour les conduites PE/PVC reposant sur un hydrophone placé au cœur du réseau : le Bidi Hydro. « Elle se présente sous la forme d’un prélocalisateur installé sur la canalisation et au contact de l'eau qui permet, grâce à sa sensibilité, une écoute de grande qualité. Ces prélocalisateurs hydrophones ont un gros avantage : ils peuvent être espacés de 100, 150 voire 200 m, quand les prélocalisateurs classiques nécessitent d’être posés tous les 20 à 30 m », explique François Vanneste, responsable produits FAST. « Ils nécessitent une intervention sur le réseau pour être mis en œuvre, mais son coût reste bien inférieur à ce qu’il aurait fallu investir si des prélocalisateurs classiques avaient été choisis ». Autre avantage, ces prélocalisateurs hydrophones permettent de réaliser une corrélation multipoints instantanée ou différée dans le temps (la nuit). « Avec une dizaine d’appareils posés tous les 100 mètres, il est possible de réaliser une corrélation sur 1 km sur une canalisation en plastique. Avec une solution traditionnelle, il faudra faire 10 fois le même travail pour arriver à un résultat similaire ». L’interface, qui se veut la plus intuitive possible, se fait sur une tablette Android, toujours dans le but de limiter l’investissement. Ces prélocalisateurs sont disponibles en version fixe mais aussi mobile. « Notre objectif est de limiter la quantité d’appareils requis en rendant la campagne de prélocalisation la plus mobile possible, et en essayant de contourner la prélocalisation à poste fixe qui coûte très cher du fait du nombre important d’appareils, d’abonnements, de répéteurs, de concentrateurs, etc. qu’elle nécessite, explique François Vanneste. Toutes les collectivités ne peuvent pas investir des millions d’euros dans des campagnes fixes. Nous avons donc cherché à promouvoir une solution mobile, voire ultramobile, puisque nos prélocalisateurs ont la faculté d’écouter la nuit et le jour, ce qui permet de multiplier les points de comparaison. Chaque heure de la journée, l’appareil peut ainsi réaliser un point de mesure. Dès la vérification effectuée, l’exploitant peut enlever l’appareil pour le placer ailleurs sur le réseau sans qu’il soit nécessaire d’attendre une deuxième, voire une troisième nuit. Notre objectif est de maximiser le temps d’utilisation de ces appareils à différents endroits du réseau ». La ville de Luxembourg utilise ces équipements depuis plusieurs années. « Elle a même développé son réseau d’eau autour de la recherche de fuite via des points d’accès au réseau prévus pour accueillir des hydrophones à la demande », précise François Vanneste.

Suez a rassemblé au sein de la suite logicielle Aquadvanced™ Réseaux d'eau l’ensemble de ses solutions digitales liées à l’amélioration de la performance des réseaux d’eau potable : outils de détection et de localisation des fuites, mais aussi des outils digitaux qui permettent d’optimiser le renouvellement des réseaux en faisant mieux coïncider les investissements avec les besoins réels.

Pour multiplier ces points d’accès et faciliter la mise en œuvre de ces technologies, FAST et Sainte Lizaigne ont développé le Sense, un hydrophone intégrable dans un robinet de prise en charge. Présenté à Pollutec 2018, le Sense permet de placer et déplacer les capteurs très simplement en fonction des besoins. « Nous pensons que la priorité, est de créer des points d’accès réseau pour pouvoir y placer des hydrophones, explique François Vanneste. De plus, ces points d’accès peuvent être utilisés par d’autres types de capteurs que ceux liés à la recherche de fuite (pression, température...) ».

Autre solution développée par FAST, le PipeMic, qui repose également sur une technique intrusive qui consiste à placer un micro au cœur du réseau pour localiser une fuite ou détecter le tracé d’une canalisation. « Le PipeMic offre une qualité d’écoute et un niveau de précision bien supérieur à toutes les solutions d’écoute que l’on peut connaître, souligne François Vanneste. Une aiguille de détection couplée à un odomètre permet de connaître précisément la distance du déroulé. L’intensité sonore augmente à l’approche de la fuite et disparaît dès qu’on la dépasse. Un léger retour en arrière permet de détecter le point de fuite quasiment au centimètre et ainsi d’intervenir de façon chirurgicale pour limiter les coûts de terrassement et de réparation ». Les signaux acoustiques sont transmis par liaison Bluetooth sur casque ou sur hauts-parleurs. Ce système, utilisable pour la recherche de fuites mais aussi pour détecter le tracé d’une canalisation, a été développé pour être exploité quasiment partout, aussi bien sur la partie branchement que sur le réseau lui-même (jusqu’à 300 m et DN 300).
Poteau Incendie type Emeraude DN100 équipé d’un module Sentinel® de Bayard.  

Bayard, fort de sa position de leader européen sur le marché des poteaux d’incendie (PI), propose depuis Pollutec 2018 sa solution de détection des fuites à poste fixe avec corrélation automatique quotidienne sur poteau d’incendie, Sentinel®, en partenariat avec le leader mondial du secteur, la société Echologics, du groupe américain Mueller, basée à Toronto. Echologics a développé sa solution EchoShore®-DX intégrée au bouchon de PI 4 ‘’ en Amérique du Nord, solution communicante en GPRS/3G avec prélocalisation des fuites et corrélation automatique quotidienne automatique. Aujourd’hui près de 30.000 produits sont en service. Bayard a réalisé l’intégration de cette technologie dans le module Sentinel® pouvant équiper les PI de sa fabrication et ce, avec un rétrofit possible depuis 1969. « Cette solution supprime tous les inconvénients des solutions de détection des fuites piézoélectriques connues traditionnellement en Europe », souligne Pierre Bossy chez Bayard. Une détection du signal vibratoire optimisée et non sujette à la qualité de propreté ou d’aimantation sur des carrés de manœuvre de vannes, puisque Sentinel® est fixé mécaniquement sur le dessus du PI ; la qualité d’acquisition du signal est parfaite tout au long de la durée de vie de Sentinel® sans avoir à nettoyer régulièrement des bouches à clé (BAC). La qualité de communication est aussi proche de 100 % et ce, tous les jours : Sentinel® est installé sur le dessus des PI et communique à 1 m au-dessus du sol en GPRS/3G (les cartes de couverture des opérateurs téléphoniques sont données à 1 m du sol, cf. le site officiel de l’ARCEP www.monreseaumobile.fr). « Sentinel®, grâce au design de son capteur breveté et sa fixation mécanique, permet de capter de 10 à 15 décibels de plus comparativement aux solutions d’acquisition de bruit traditionnelles par capteurs aimantés, et une dizaine de décibels supplémentaires liés à l’amplification mécanique de la composante vibratoire verticale due au PI lui-même, soit un signal capté supérieur de 20 à 25 dB par rapport aux solutions traditionnelles, souligne Pierre Bossy. Ceci permet de déployer Sentinel® sur des réseaux métalliques avec 400 m entre capteurs, avec une excellente performance de détection en corrélation, ce qui n’était effectivement pas possible auparavant. De plus, les algorithmes de traitement du signal et de compression du son permettent d’assurer un filtrage des bruits parasites transitoires communs (chasse d’eau, lave-linge, lave-vaisselle, circulation) ainsi que des bruits environnementaux (pluie et vent) et les vibrations dues aux réseaux électriques ».

Le positionnement des points d’intérêts détectés grâce à la corrélation sont directement liés à la qualité du SIG fourni par le client, qui est importé dans l’applicatif Web sécurisé consultable de n’importe quel poste avec connexion internet. Plus le SIG est précis, plus le positionnement l’est aussi, à quelques dizaines de centimètres pour 100 m de canalisation. La synchronisation des modules entre eux se fait grâce à la puce GPS embarquée dans chaque module Sentinel®.

Bayard a également mis l’accent sur la facilité de déploiement et de maintenance : seules 2 vis du chapeau du PI sont à retirer pour installer Sentinel®, son association avec l’applicatif Web se fait via une application sur smartphone au moment de la pose et dès le lendemain les premiers résultats sont consultables sur la cartographie du réseau. La maintenance est également réduite à sa plus simple expression et est réalisable directement par l’exploitant du système sans retour en usine : le pack de pile résiné avec son connecteur étanche accessible en retirant les 2 vis de fixation du module Sentinel® est échangé en moins de 5 minutes. L’autonomie est de 5 années grâce à la qualité de communication (le login sur le réseau 3G est immédiat), la faible consommation d’énergie du produit et la grande capacité du pack de piles lithium permet un minimum d’intervention sur le système. Toute l’électronique est résinée, la carte opérateur téléphonique multi-opérateur étant une eSIM (composant électronique soudé jouant le rôle de la carte SIM traditionnelle).
Pour faciliter la vie de l’exploitant, FluksAqua a développé un tableau de bord capable de s’interfacer avec un poste local de télégestion, un outil de supervision, un SIG, ou encore un concentrateur de données, pour afficher de manière simplifiée les indicateurs clés préalablement définis avec l’exploitant.

« Jamais une solution de détection des fuites à poste fixe par capteur piézoélectrique n’avait proposé un tel degré d’optimisation pour la pose, l’exploitation, la maintenance ainsi qu’une telle efficacité de détection que Sentinel®, estime Pierre Bossy. Tout produit du marché trouve des fuites, Sentinel® permet d’accéder pour la première fois avec une grande efficacité aux fuites que l’on peut qualifier d’historiques car peu bruyantes pour un coût d’acquisition, de déploiement, d’exploitation et de maintenance probablement le plus performant du marché à ce jour ».

Bien sûr, le rapprochement de la débitmétrie nocturne sur le réseau avec les données acoustiques permet de prioriser les interventions sur le terrain et d’optimiser au mieux les gains de la recherche de fuites.

Une palette d’outils qui s’élargit

Enregistreurs de bruits, pré-localisateurs, corrélateurs acoustiques, écoute au sol, gaz traceurs… sont les principaux outils qui structurent depuis plusieurs décennies la recherche de fuites, même si les évolutions, souvent incrémentales, ont été nombreuses.
Hydreka, spécialiste en chaînes de mesure, les décline de façon à répondre à tous les besoins en matière de sectorisation, prélocalisation et localisation. En complément de la prélocalisation acoustique simple pour utilisation en pose/dépose ou relève patrouille avec le Permalog, Hydreka propose avec le Permanet conçu par HWM une solution en poste fixe avec des appareils combinant prélocalisation et corrélation. Le Permanet F est un appareil fixe communicant par GSM/3G entièrement intégré en bouche à clef et équipé d’une carte SIM multi-opérateurs qui permet un déploiement rapide et un enregistrement du son permettant d’effectuer des corrélations à distance pour confirmation de fuite. Les données sont accessibles via une plateforme Web sécurisée (DataGate/Permanet Web) permettant de limiter le temps d’intervention sur site : les fuites seront ensuite confirmées sur le terrain par l’utilisation d’un corrélateur et/ou d’un appareil d’écoute au sol. HWM, société sœur d’Hydreka, a installé plusieurs dizaines de milliers de points chez l’exploitant anglais Affinity Water, basé à Londres, dont le réseau alimente 3,5 millions de personnes.
Ces outils ont été complétés, à mesure que le réseau s’instrumentait, de techniques complémentaires permettant de limiter les pertes, comme par exemple la gestion des pressions, qui, en influant sur les fuites, permet de ménager les rendements.
Autre solution développée par FAST, le PipeMic, qui repose sur un micro placé au coeur du réseau pour localiser une fuite ou détecter le tracé d’une canalisation.

« Nos data loggers interviennent en amont de la recherche de fuites, précise Benoit Quinquenel, Chef de projet chez Lacroix Sofrel. Ils surveillent le réseau 24h/24, remontent régulièrement les données et alertent en cas de détection d'une fuite sur un secteur. Les data loggers Sofrel LS orientent directement les équipes chargées de débusquer les fuites vers les tronçons fuyards ce qui leur fait gagner un temps précieux dans leur recherche. Le modèle Sofrel LS-V ne se contente pas de détecter une fuite. Il agit, selon un évènement (détection de fuite) ou un scénario préalablement établi, sur la pression en fonction des heures et de la demande afin de soulager le réseau et in fine diminuer le débit des fuites ».

Les fabricants de canalisations eux-mêmes ont développé leurs propres solutions, à l’image d’Egeplast, avec son système 3L Leak Control qui permet de surveiller l’intégrité du réseau en temps réel. Il repose sur une télésurveillance permanente de l’isolation électrique de la couche métallique recouverte d’un manteau de protection. Lorsque le manteau est endommagé, le défaut d’isolation active l’alarme. Ainsi, tout dommage intervenant sur la conduite déclenche une alarme et est localisable de manière précise. Le réseau peut être sectorisé et suivi à distance.

D’autres technologies, venues de secteurs industriels différents, sont également apparues comme celle proposée par Pure Technologies, qui a récemment rejoint le groupe Xylem, avec la technologie Smartball® (Voir EIN n° 420). Elle repose sur une petite balle intégrant un hydrophone, des capteurs de température, de pression et électromagnétique, d’un gyroscope et d’un accéléromètre ainsi que d’un système d’acquisition des données stockées dans une carte SD. En circulant dans les canalisations sous pression à partir du DN 200, elle permet d’identifier les fuites de façon précise sur de longues distances, en un seul déploiement et sans interrompre le fonctionnement de la canalisation. Cette solution, plutôt dédiée aux conduites de transport, permet également de répondre à des stratégies de recherche différentes : examiner des conduites de grands diamètres permet ainsi de traiter un nombre de fuites plus limité mais générant des volumes plus importants.

La technologie SmartBall® repose sur une petite balle intégrant un hydrophone,  des capteurs de température, de pression et électromagnétique, d’un gyroscope  et d’un accéléromètre ainsi qu’une carte SD. En circulant dans les canalisations,  elle permet d’identifier les fuites sur de longues distances, en un seul déploiement.

Ax’eau, spécialiste de la recherche de fuites non destructive et de l’assistance opérationnelle en matière de rendement, utilise, pour l’inspection des feeders, un dispositif similaire nommé Spoutleak. Cette sonde multi-mesures (pression, température, gyroscope, accéléromètre) en plastique PTFE, dispose de l’agrément sanitaire ACS et est 100 % développée et assemblée en France (Voir EIN n° 420). « Cette technologie nécessite un important savoir-faire, tant dans le cadre de sa mise en œuvre qu’en matière d’interprétation des résultats », explique Thibault Baccherini, Responsable Technique chez Ax’eau. Spoutleak diagnostique, en une seule fois, tous les types et longueurs de conduites de transport même sans point de contact et profondes. L’analyse des données acquises permet de détecter et localiser les anomalies du réseau (fuites, poches d’air, organes hydraulique défaillants…), retracer le profil en long de la canalisation et évaluer son taux d’encrassement. « Au-delà de la recherche de fuites, Spoutleak permet l’enrichissement du SIG et contribue ainsi à une meilleure gestion patrimoniale des conduites sensibles », précise Thibault Baccherini.

« Ces technologies, réservées aux gros diamètres, nécessitent un important savoir-faire, tant dans le cadre de leur mise en œuvre qu’en matière d’interprétation des résultats, estime cependant Maxime Kieffer. Elles ne sont pas conçues pour être mises en œuvre par les exploitants eux-mêmes tant les paramètres à maîtriser et les sources potentielles d’erreurs sont nombreux ».

Visenti, autre acquisition récente du groupe Xylem, a développé un outil baptisé LeakView™ qui identifie les phénomènes transitoires de pression, les bruits acoustiques et/ou les anomalies de débit liées à d’éventuelles fuites en les localisant et en évaluant leur importance. En France, Digital Utility développe depuis plusieurs années des solutions permettant de détecter, d’identifier et de corriger les régimes transitoires de pression pour diminuer les fuites et les casses en privilégiant le prédictif sur le curatif.

Des technologies en phase de tests

D’autres technologies sont en cours de développement. En collaboration avec des spécialistes d’imagerie satellitaire, Suez développe ainsi une solution de détection des fuites par satellite, actuellement en phase de test. Elle repose sur des données collectées par des capteurs embarqués sur un satellite qui permettent de générer des images qui sont ensuite superposées à un système d’information géographique avant d’être traitées par un algorithme capable de détecter la signature spectrale d’une fuite. Les tests menés par le Groupe, tant en Grande Bretagne, qu'au Maroc ou en France, amènent à penser que l'on pourrait réduire de 15% à court ou moyen terme les niveaux de fuites. Le groupe a rassemblé au sein de la suite logicielle Aquadvanced™ Réseaux d'eau l’ensemble des solutions digitales liées à l’amélioration de la performance des réseaux d’eau potable. Outils de détection et de localisation des fuites bien sûr, mais aussi des outils digitaux qui permettent d’optimiser le renouvellement des réseaux en faisant mieux coïncider les investissements avec les besoins réels. Un axe sur lequel travaille également le groupe Xylem. « L’entretien des infrastructures doit reposer sur des informations objectives et vérifiées qui permettent d’orienter au mieux les investissements, soulignait Géraud de Saint-Exupéry, PDG de Xylem France dans notre numéro 421. Sur la base de dizaines de milliers de kilomètres de canalisations expertisés partout dans le monde, Xylem dispose aujourd’hui de statistiques qui démontrent que le remplacement systématique de tronçons jugés endommagés est une aberration économique ». Au-delà des contraintes réglementaires et de son intérêt au plan économique et environnemental la détection des fuites permet également d’optimiser les investissements.
Ax’eau, spécialiste de la recherche de fuites non destructive et de l’assistance opérationnelle en matière de rendement, utilise, pour l’inspection des feeders, un dispositif similaire nommé Spoutleak.

Sewerin, au travers de sa R&D, suit de près les techniques de détection satellitaires, mais juge les faux positifs trop nombreux pour l’instant. « Soucieuse d’évaluer chaque technologie, notre maison mère allemande associe fabrication et prestations de services, complète Maxime Kieffer. Une centaine de chercheurs de fuite tournent ainsi en Allemagne en conditions réelles pour évaluer les réponses apportées par les équipements au regard des problématiques rencontrées sur le terrain. Pour l’instant, nous n’avons pas trouvé de méthode plus efficace que d’aller chercher les fuites avec un corrélateur électroacoustique après avoir placé, en amont des loggers fixes ou mobiles. Mais nous privilégions une approche technologique agnostique et veillons à rester suffisamment agiles pour proposer, en fonction du terrain, des objectifs, des stratégies, et de la technicité de mise en œuvre, la solution la plus optimale ».

« Au-delà des technologies déployées sur le terrain, les enjeux d’aujourd’hui concernent le traitement des données collectées, renchérit David Gotte chez FluksAqua. Car accumuler des informations, c’est bien, mais les traiter rapidement, c’est mieux : lorsqu’une donnée révèle une anomalie, plus vite on intervient, moins les pertes d’eau seront importantes ».

Analyser des données qui peinent à converger

L’instrumentation des réseaux d’eau potable ces dernières années a entraîné une multiplication du nombre de données recueillies ainsi qu’une forte accélération de leur fréquence de rafraichissement. Des données parfois chèrement acquises, qu’il faut suivre de près, c’est-à-dire fréquemment, ce qui est d’autant plus difficile qu’elles sont encore loin de converger : certaines sont collectées par la supervision, d’autres sont stockées dans le SIG, d’autres encore sont exploités par des plateformes web dédiées. On retrouve ces trois composantes dans les différents outils distribués par Geomod avec Scadawatch et Infoworks WS Pro pour le suivi d’exploitation et la gamme InfoAsset pour la gestion patrimoniale via un SIG métier, une plateforme web de consultation et une application mobile de collecte de données. Il existe également des outils web spécifiquement développés par les fabricants d’outils de détection et de localisation des fuites comme l’Hydroport de VonRoll Hydro qui permet de synthétiser et d’analyser l’ensemble de informations collectées en offrant la possibilité de réaliser des corrélations logicielles.
Pour piloter et améliorer la chaine opérationnelle, Ax’eau met à disposition de l’ensemble de ses clients sa plateforme Ax’eau Connect.

Geomod, le distributeur français des logiciels développés par Innovyze, propose un ensemble d’outils afin de diminuer les fuites, et d’augmenter le rendement des réseaux d’eau potable. Grâce à l’analyse opérationnelle en temps réel, la modélisation hydraulique des réseaux et la gestion patrimoniale, on obtient une solution efficace pour réduire le volume des eaux non facturées. SCADAWatch, outil d’analyse opérationnel en temps réel, est une plateforme web qui analyse les données de télémétrie de terrain et du SCADA en temps réel. Il permet par exemple d’identifier les zones où le volume d’eau non facturé est le plus élevé, de localiser rapidement les fuites, de recevoir des alertes de franchissement de seuil, etc ;

La gamme InfoAsset est un ensemble de logiciels de gestion patrimoniale incluant des versions web et mobile. InfoAsset Manager permet de rassembler, gérer et consolider les données des réseaux et autres infrastructures. Cette suite de logiciel permet de gérer son patrimoine au mieux et de pouvoir anticiper, contrôler et comprendre les fuites du réseau.
InfoWorks WS Pro (ainsi qu’InfoWater), logiciel de modélisation hydraulique, peut se connecter aux données de télémétrie pour faciliter le calage des modèles. Avoir un modèle de réseau de distribution calé permet d’obtenir une vue complète du système incluant demande et fuites pour identifier les zones à problème. Cet outil permet d’avoir une vue globale de la performance du réseau d’un point de vue pressions, niveaux des réservoirs et performance des conduites. Ces trois outils combinés permettent d’avoir une solution complète pour traiter activement les fuites d’eau et les volumes d’eau non facturés, favorisant un meilleur rendement.

« C’est l’un des enjeux actuellement importants en matière de recherche de fuite, explique David Gotte chez FluksAqua : arriver à faire converger toutes ces données vers un outil unique qui permette à l’exploitant de tirer le meilleur parti de tous les outils déployés sur le terrain en détectant rapidement une éventuellement anomalie ». Pour faciliter la vie de l’exploitant sans qu’il soit nécessaire d’investir ni d’intervenir sur le système informatique du service, FluksAqua a développé une application de sectorisation capable de s’interfacer avec un ou plusieurs postes centraux de télégestion ou de supervision ou avec des serveurs externes de données en parallèle, pour afficher dans des tableaux de bord de manière simplifiée les indicateurs clés préalablement configurés par l’exploitant. « Il s’agit de trouver un juste équilibre entre l’information pas ou mal interprétée, du fait d’une absence d’outil, ou à l’inverse d’un trop grand nombre d’outils, ou encore d’outils trop complexes dans lesquels la donnée importante se perd parmi des indicateurs secondaires », souligne David Gotte. Evidemment, ce “juste équilibre” varie selon l’exploitant, les moyens dont il dispose et les contraintes auxquelles il doit faire face. Exploitable en mode Saas, le tableau de bord a été développé avec le concours actifs d’utilisateurs pour privilégier son caractère intuitif et pragmatique. « L’objectif est de collecter les données avant de les croiser puis les analyser via des algorithmes pour leur donner de la valeur ajoutée, c’est-à-dire du sens, et ainsi améliorer la performance des équipes sur le terrain ». L’application, disponible sous la forme d’un abonnement dont le coût varie en fonction du nombre d’équipements suivis, permet de suivre aussi bien un compteur unique (25 €/mois) qu’une cinquantaine de secteurs, et peut évoluer au gré des besoins de l’exploitant. De nombreux exploitants chez Veolia, la Roannaise des Eaux, le Grand Poitiers, la ville de Saint Quentin ou la Régie des Eaux Gessiennes l’utilisent quotidiennement pour détecter les fuites qui affectent leur réseau.

En parallèle des solutions matérielles, les technologies IoT et d'analyse de données associant des compteurs intelligents IoT et des algorithmes peuvent être utilisés pour identifier les fuites. L'identification de fuites et un des groupes de fonctionnalités que Vertical M2M a implémenté sur sa plateforme IoT CommonSense® en collaboration avec des acteurs métiers au service des opérateurs d'eau. 

La réactivité est l’un des leviers d’optimisation des plans d’action de réduction des pertes physiques. En ce sens, Ax’eau inclue systématiquement dans ses prestations de recherche de fuites l’accès à sa plateforme Ax’eau Connect qui fait remonter en temps réel la géolocalisation des anomalies relevées sur le terrain avec des données attributaires qualifiées. Une fonction de « Businesss Intelligence » fournit, quant à elle, des statistiques et des indicateurs de performances précis. Pour optimiser les process, la plateforme intègre des fonctions de Work-flow et est connectée au SIG du client. Le gestionnaire du réseau peut ainsi administrer rapidement les interventions liées aux défauts détectés et optimiser son efficacité opérationnelle et budgétaire.

La convergence des données progresse ainsi peu à peu via l’émergence de nouveaux outils et aussi sous l’impulsion des fermiers qui les intègrent dans leurs propres plateformes d’exploitation. Elle avance aussi grâce aux exploitants qui, sur le terrain, apprennent à passer d’une logique d’exploitation d’un équipement à une autre logique basée sur l’exploitation et l’analyse des données qu’il transmet. Une vraie révolution…