Assurer le service à moindre coût, répondre à la législation. Les logiciels de supervision et d'analyses de données de fonctionnement apportent une connaissance très fine des réseaux et des installations. Leurs résultats aident à l'optimisation des rendements et à la gestion patrimoniale des installations. Des outils qui ne sont pas réservés aux grosses installations et qui interviennent à toutes les étapes du cycle de l'eau.
La de procédés au sein d'usines de production n’est pas une nouveauté : pétrochimie, chimie, production d’énergie, etc. utilisent des logiciels et des ordinateurs en conséquence pour conduire les installations, gérer les alarmes, conserver des historiques de production, faire des bilans etc. Le domaine de l’eau dans son ensemble a aussi recours à la mais se distingue dans ses besoins : si les usines de production d’eau potable, les stations d’épuration sont des
sont des sites bien localisés, comparables à d'autres sites industriels, le cycle de l'eau nécessite également des réseaux parfois très étendus sur lesquels sont implantés des équipements variés (postes de pompage et relevage, déversoirs, rechloration, etc.), disséminés sur le terrain, éloignés les uns des autres, isolés et souvent difficiles d'accès. Ce qui pose le problème de leur alimentation électrique, de leur surveillance, de leur entretien et plus encore de leur équipement en télécommunications pour leur télégestion. Envoyer un technicien sur place pour une intervention effective d'un quart d'heure peut nécessiter plusieurs heures et donc représenter un coût important alors que la pression sur la rentabilité et l'optimisation de fonctionnement est forte.
Des solutions efficaces, y compris pour les petites unités
La pression économique et réglementaire s'accroît sans cesse : nécessité de réaliser des économies d'énergie en évitant des fonctionnements inutiles, en optimisant les horaires de fonctionnement d'équipements (stockage d'eau), d'économiser les ressources en détectant les dysfonctionnements de réseau, tant en distribution d'eau qu'en eaux usées (eaux parasites) et conformité à la législation : l'autosurveillance des réseaux d'assainissement est une obligation issue de la directive européenne eaux résiduaires urbaines (ERU), de la loi sur l'eau et les milieux aquatiques (LEMA), ainsi que des arrêtés et circulaires qui en découlent (22 juin 2007 et 15 février 2008). Ce caractère obligatoire doit être pris comme une chance pour optimiser la gestion des systèmes d'assainissement » affirme Claude Cadario responsable de la société Calasys (informatique industrielle) et d'Alyane (télégestion de réseaux). « L'autosurveillance dans le cas des eaux usées, la sectorisation pour la distribution.
La production de l’eau potable et l’évaluation de son rendement sont des incitations fortes à se doter d’un système » confirme Arnaud Judes d’Areal, société éditrice du logiciel Topkapi. Et comme les progrès de l’électronique facilitent l’acquisition des informations et leur retransmission de manière autonome (les data loggers communicants Sofrel LS/LT pour la sectorisation ou l’autosurveillance et les Box pour les asservissements réservoirs - station par exemple) à partir de sites isolés sans énergie, on observe à la fois un accroissement de la quantité de données disponibles et le développement de solutions dédiées même pour les petites unités qui veulent profiter de la.
En consultant le Bulletin officiel des appels de marchés publics (BOAMP), on constate que la demande d’autosurveillance est soutenue et touche aussi de petites unités. Ces obligations s’appliquent à toutes les installations et réseaux. Si les grandes agglomérations, les grandes sociétés ont les moyens de s’équiper, qu’en est-il des moyennes ou petites installations ? La maturité des logiciels et des équipements est telle qu’il est aujourd’hui possible d’équiper des installations de plus petite taille.
S’assurer de la validité des données
Bien beau de mouliner des données dans un puissant logiciel. Mais le résultat n’a pas plus de valeur que celle des données utilisées ! Or, dans la masse de données collectées sur une usine ou un réseau, certaines sont erronées et n’ont rien à faire dans une exploitation historique et statistique. Sur une usine, une donnée erronée provenant d’un capteur est assez facilement identifiable par le personnel d’exploitation sur place. C’est moins facile sur les données télérelevées en réseau, et encore plus difficile s’il s’agit d’une donnée calculée comme un débit en canal ouvert qui résulte du produit d’une hauteur d’eau par une vitesse, modulé par une abaque de fonctionnement. Valider une donnée est donc essentiel.
S’il existe des solutions comme Minautor ou Emma pour des gros systèmes, Claude Cadario, dirigeant de Calasys, ne voit pas pourquoi les installations moyennes et petites ne pourraient pas disposer d’une validation de données. C’est ce qu’il propose depuis début 2010 sous le nom de Diag:Box en tant que solution vendue par Calasys et également louable au travers d’Alyane vu que ce système est “full web”. Claude Cadario affirme que cette validation de données est décisive à l’heure actuelle où l’on veut des réseaux de distribution d’eau potable avec un rendement maximum (sectorisation appelée aussi lotage) et des réseaux d’eaux usées et d’eaux pluviales le moins impactants possible sur l’environnement (autosurveillance).
Claude Cadario constate que « Les PC avec systèmes savent bien faire la gestion d’ouvrages, mais ne sont pas adaptés à la gestion des données, les problématiques sont différentes ». Il pointe deux choses, la validation des données et leur exploitation. Dans la masse de données, la majorité est bonne, certaines sont “mortes” (capteur défaillant) d'autres sont récupérables, à condition de les retraiter. Pour cela, il faut des filtres de validation intégrées au système ; les données récupérables sont analysées par un spécialiste au cas par cas.
Le système Diag Box se nourrit des données brutes collectées au niveau des automates sur lesquelles s’appliquent les filtres et la validation. C’est là qu’on voit la différence entre gérer un équipement et exploiter les mesures. « Sur un petit réseau avec une cinquantaine d’équipements et 10 points de mesures, la conduite utilise par exemple 1000 informations tout ou rien et une cinquantaine de données analogiques, là où la gestion des mesures récupère une quarantaine de données analogiques. Tout change en raison des pas de temps considérés lorsqu’il s’agit de faire des historiques : moins de 5000 données par jour pour l’exploitation, dix fois plus pour la gestion de données - nécessaire avec des pas de temps d’une minute parfois -. Sur un mois, la gestion des mesures traitera 1,7 million de données et plus de 20 millions sur l’année, explique Claude Cadario. Les PC ne sont pas faits pour ça d'où notre solution Diag Box (serveur de mesures) couplée en direct sur les stations et sur les drivers des superviseurs. Ainsi les décisionnaires locaux auront les résultats effectifs de leur réseau et pourront prioriser leurs investissements pour remédier aux dysfonctionnements ». Grenoble (Sierg) pour l'eau potable, Givors et Besançon pour les eaux résiduaires urbaines se sont dotés du système.
Côté, les progrès considérables de l'informatique (puissance de calcul), des télécommunications et de leurs protocoles, l’arrivée massive de l’Internet permettent aujourd'hui le déploiement de solutions efficaces, y compris pour de petites unités : « notre offre s'est adaptée pour de petites stations d’épuration de 2 000 EH et nous avons lancé à Pollutec 2010 Topkapi TG pour la télégestion monoprotocole d’entrée de gamme », précise ainsi Arnaud Judes. Ces solutions, conviviales, sont désormais à la portée de non-spécialistes de l'informatique pour les exploiter, voire les configurer dans les cas les plus simples. S'il est vrai qu’une représente une faible part de l'investissement d'un système de production d’eau ou d’assainissement, elle en est la partie la plus visible, celle qu’on montre aux visiteurs, aux citoyens, comme preuve de l'efficacité et de la sécurité des réalisations.
« L’exploitation des systèmes d’eaux avec leurs réseaux étendus présente une spécificité : si une station d’épuration est surveillée en temps réel sans problème, les ouvrages dispersés sur le territoire ne sont en relation que de manière épisodique, à date et heure prévues pour lire un niveau d'eau ou autre donnée, ou bien de manière inopinée lors d’un dysfonctionnement, d'une alerte. Il faut que le superviseur soit à même de récupérer l'information, de la véhiculer au travers du protocole du système et de l'intégrer dans le flux de données. Il faut en outre que les événements soient horodatés correctement, c'est-à-dire avec l’heure vraie de l’événement et pas celle de la transmission », explique Jean-Claude Hallynck, directeur technique de Codra (logiciel Panorama). Le développement des télécommunications apporte, en plus du RTC (réseau téléphonique commuté), les solutions par GSM/GPRS (envois de SMS) et, maintenant avec le web, l’ADSL pour la transmission de données quasiment en continu et l’envoi de courriels. La profite de toutes ces avancées. Encore faut-il être capable de les exploiter et de proposer les passerelles simples entre protocoles.
Systèmes ouverts, systèmes dédiés
La diversité des intervenants sur les différentes couches des systèmes a conduit à la
La formation d'un marché que l’on peut diviser sommairement en deux. D’un côté les systèmes généralistes ouverts, de l'autre des systèmes dédiés. Dans la première catégorie, on retrouve des éditeurs de logiciels avec cinq leaders du marché : Topkapi d’Areal, PcVue d’Arc Informatique, Panorama de Codra, ControlMaestro d’Elutions et InTouch de Wonderware. Ces logiciels sont vendus sous forme de licences, selon le nombre de variables traitées (d'une centaine à plusieurs centaines de milliers) et selon le nombre de postes utilisateurs. La plupart du temps, ils sont installés par l'intermédiaire d'un intégrateur qui paramètre le logiciel pour l’application donnée. Un même logiciel pourra s’occuper d’une ou de plusieurs usines de production, d'un réseau plus ou moins complexe. Ces logiciels généralistes se sont adaptés au domaine de l'eau au travers de modules spécifiques. Ils sont largement distribués dans le monde : PcVue Solutions revendique plus de 40 000 licences, Areal en vingt ans d’existence est présent dans 50 pays, Codra a vendu plus de 16 000 licences.
Dans l'autre catégorie, on trouve des systèmes dédiés ou propriétaires issus de l’expérience de certains opérateurs. « Lacroix-Sofrel a ainsi développé un poste central de télégestion PCWin destiné à l’exploitation des petits réseaux de postes locaux Sofrel et nous avons plus de 1 000 références » indique Benoit Quinquenel ; ITT France (Flygt) propose le logiciel AquaView développé spécialement pour les réseaux d’eaux usées, en s’appuyant sur sa grande expérience du pompage et transfert des fluides. Axé sur la simplicité d'utilisation, ce logiciel vise à satisfaire les exigences des petites et moyennes municipalités. ITT France insiste sur le fait qu'une efficace ne dépend pas seulement de la qualité du logiciel installé mais qu'elle est le résultat du couple logiciel-équipement de télégestion. L’équipement sur site analyse les données en temps réel pour une action immédiate et renvoie les informations pertinentes vers la permettant ainsi une analyse et une maîtrise de l'ensemble du réseau. Cette expertise donnée à l’exploitant favorise les actions correctives touchant aussi bien la protection de l'environnement que la maîtrise des coûts d’exploitation. C’est pourquoi ITT France propose une gamme complète d’équipements de télégestion spécifique au monde de l'eau.
« Perax a développé la suite logicielle Arlequin dédiée à de petites installations. Les petites communes devront passer à la, les communautés de communes s’y mettent car elles sont sensibles aux économies réalisables, mais les investissements sont freinés entre autres par la remise en cause de la taxe professionnelle » explique de son côté Alain Cruzalé-
ControlMaestro : la supervision au service de la sectorisation
L'une des problématiques émergentes des acteurs du domaine de l'eau est devenue l'amélioration du rendement de leurs réseaux, dans le but de détecter et mesurer les pertes et de pouvoir agir sur celles-ci. D’une manière générale, les meilleurs rendements se situent autour de 85 %, mais force est de constater que de nombreux services des eaux n'affichent pas un tel résultat. Une progression est donc nécessaire pour faire en sorte que l'eau produite soit en majeure partie vendue et que les abonnés et les exploitants puissent, par ce biais, bénéficier d'une eau moins coûteuse.
L'objectif premier de la sectorisation est donc d'identifier ces fuites et ces pertes. On ne peut le faire sur un vaste réseau, il faut donc réduire les mailles du réseau et en analyser les dysfonctionnements.
C'est en analysant les débits entrants et les débits sortants d’un secteur que l'on peut obtenir la consommation instantanée sur une maille pour la comparer à ce que l'exploitant a vendu sur ce même secteur. La différence constatée provient de fuites ou de pertes :
- Fuites souterraines (dues à l'usure des manchons, des fissures...),
- Vols d'eau (chantiers branchés sur les poteaux incendies, divers...),
- Divers autres usages communaux : lavage des rues, arrosage des espaces verts, les pompiers...
Au-delà du système de supervision traditionnel, ControlMaestro d’Elutions est capable d’apporter une réponse efficace à cette problématique de sectorisation des réseaux d'eau et à la télégestion des installations en général.
La sectorisation nécessite des données de production et des applications de gestion centralisées pour voir exactement ce qui se passe dans les conduites en temps réel grâce aux capteurs et aux débitmètres en place : sens de circulation, débits, pollutions...
Toutes les vannes de sectionnement qui se retrouvent sur ces conduites sont pilotables via ControlMaestro ; chaque tube ou portion du réseau est isolable, contrôlable ou peut être surveillé en s’interconnectant à un système de sécurité (vidéosurveillance ou détection d'intrusion).
Ces divers paramètres et informations sont récupérés, soit par des liaisons permanentes en ADSL (en temps réel), soit par des requêtes GPRS. ControlMaestro collecte toutes les données des appareils de communication et de mesure du réseau, des capteurs de pression aux mesures de qualité (température, taux de chlore, pH...).
En sectorisant, on a une indication sur les rendements des secteurs et c'est en affinant ces secteurs que le travail va pouvoir être rapide et efficace pour la mise en place d’optimisations.
À chaque découpage, des données supplémentaires sont gérées et historisées. Tout est concentré dans la supervision qui fait la synthèse et qui gère ces données de manière globale.
Avec ControlMaestro, la direction ou le service qualité peut voir ce qui se passe sur les différents sites en temps réel et accéder aux données terrain pour les analyser et déclencher des actions, dans l'optique de faire progresser les rendements.
Plus ces mailles sont petites, plus le système est efficace et les fuites localisées. Outre la détection et le traitement plus rapide des fuites, ControlMaestro permet d’étalonner les dépenses liées à la sectorisation en gérant les priorités, tout en justifiant l’efficacité d’un système de supervision ouvert !
Les grands industriels (Schneider Electric, Siemens, Rockwell Automation, Allen Bradley...), spécialistes de la gestion temps réel, ont senti l'intérêt croissant du domaine de l'eau et s'y confrontent déjà dans les sites industriels, aux côtés d'éditeurs comme Wonderware, Iconics, PcVue, Adroit, In-Soft et Endress+Hauser. « L’un des enjeux majeurs aujourd’hui pour les industries de process consiste à supprimer la quantité incroyable d’adaptations traditionnellement nécessaires pour que les applications puissent communiquer entre elles, de l’instrumentation jusqu’au système de gestion de l'entreprise, en passant par les systèmes d’automatisation et de gestion de production », explique Olivier Vallée, spécialiste process chez Rockwell Automation. « Grâce à son système PlantPAx, Rockwell Automation est parvenu à supprimer ce besoin d’adaptation ». PlantPAx offre des fonctionnalités adaptées aux exigences du domaine de l'eau.
Jean-Charles Aubert, président de Perax, souligne que Wit, avec ses solutions TwinY et ses automates Easy, revendique des capacités de supervision au niveau de l'automate pour de petites installations. Une crainte demeure : celle d’être enfermé dans une solution maison. Mais il existe suffisamment d'interactions entre les acteurs du marché et de possibilités de dialogue informatique entre équipements pour que ce risque reste limité.
Une troisième catégorie d’acteurs pointe également son nez : les fabricants d’automates programmables industriels (API). De plus en plus puissants, ils offrent des capacités de traitement de données locales ainsi qu’une certaine capacité d’archivage. Les grands industriels qu’ils équipent s’y intéressent. Rockwell Automation propose par exemple son système PlantPAx. PlantPAx combine en une solution unique les technologies de contrôle et de visualisation de Rockwell Automation avec les technologies de ses acquisitions telles qu’Incuity, Pavilion Technologies, ICS Triplex et ProsCon, et de ses partenaires tels qu’OSIsoft et Endress+Hauser.
équipements tiers. Autre point fort, le système PlantPAx élargit le champ d’optimisation des procédés en incluant la logique floue, la régulation prédictive, le réglage standard et le réglage avancé des boucles de régulation ainsi qu’un progiciel de modèle prédictif de contrôle (MPC, Model Predictive Control) issu de l’acquisition de Pavilion Technologies.
Les API dialoguent fort bien sur des réseaux Ethernet et VPN de sites industriels. Mais, de l’avis de spécialistes du secteur, s’il est naturel que ces acteurs entrent en jeu, les nécessités de télécommunications via le RTC en cas de mode dégradé (perte de communication) ne sont pas très bien prises en compte par ces appareils dans une approche de . Par contre, les API sont des éléments indispensables à l’alimentation de la , chacun dans son domaine.
Des solutions évolutives
L’investissement dans un système de se rencontre dans différents cas de figure : les installations purement nouvelles sont rares. Dans ce cas, le cahier des charges intègre la demande en , le constructeur fera ses choix ou se verra imposer des choix par la collectivité : une station d’épuration neuve sera livrée toute équipée, mais ça ne sera pas forcément le cas pour une rénovation. Même s’il s’agit d’une installation nouvelle, le territoire est peut-être déjà équipé avec d’autres systèmes.
Les systèmes de peuvent gérer aussi bien de l’eau potable que de l’eau usée. Arnaud Judes, d’Areal, cite l’exemple d’Évreux (marché Ondeo) où deux postes de ont été installés, l’un pour l’eau potable, l’autre pour l’eau usée, mais en fait ils peuvent se secourir l’un l’autre (redondance). En exploitation normale, chaque poste prend en charge une activité bien définie, mais peut basculer sur une autre en cas de besoin. Redondance à chaud aussi sur la station d’épuration du Havre supervisée par deux serveurs Topkapi (415 000 EH, 35 000 variables).
Le cas général est plutôt l’installation sur une configuration existante, déjà équipée en matière de capteurs, d’API, ou à l’oc-
À l’occasion de la modernisation d'un réseau (autosurveillance) ou de son extension, ou encore lors de la prise d’une concession par un nouvel exploitant, la solution proposée doit prendre en compte l'existant. C’est là que la connaissance à la fois du métier de l’eau et des équipements (API, télécoms) est décisive pour le succès d’une opération. Les éditeurs de logiciel n’ont de cesse d’enrichir leurs produits pour les rendre de plus en plus conviviaux et faciles d'utilisation. C'est particulièrement vrai pendant la vie des installations dont les améliorations sur le terrain doivent être intégrées à la . Alain Faisant, d’ARC Informatique, cite des fonctionnalités comme l’autodétection et l'autoconfiguration : « lorsque l'on ajoute ou remplace un équipement, il faut être sûr que les informations remonteront bien et seront reconnues par la . Chaque appareil formate ses données d’une certaine manière, il faut que la sache les reconnaître. Ces fonctions d’autodétection et d’autoconfiguration facilitent la tâche en évitant des reparamétrages ». ARC Informatique précise : « En ce qui concerne la collecte et la publication des données, le superviseur doit pouvoir supporter toutes les solutions modernes de communication. Pour cela, notre produit PcVue utilise sur le site Super Rimiez Veolia à Nice, des protocoles avec les automatismes de l'usine ainsi que des liaisons avec les équipements sur le réseau aval et amont via réseau téléphonique commuté, satellite, ADSL,... Les données temps réel, historiques et rapports sont exploitables sur des postes clients locaux, des clients Web, ainsi que sur des périphériques portables comme un iPad pour le personnel de maintenance ».
Un exemple cité par Areal, la Société des Eaux de Fin d’Oise (SEFO) où Topkapi est associé aux automates Schneider Electric en raison du couplage étroit entre Topkapi et Unity, l’atelier de programmation des API de Schneider. Ceci a évité des heures de copier/coller, de manipulations de données et surtout de vérifications liées au risque d’erreurs humaines. Ces évolutions plus ou moins importantes peuvent être réalisées par les moyens internes d'une société comme l’explique Jean Claude Hallynck, directeur technique de Codra : « La Société des Eaux de Marseille (SEM) passe du Panorama P2 à la version E2 ; une grosse opération puisqu’il y a plus de 600 sites distants et plusieurs dizaines d’usines de production d'eau. La SEM dispose de moyens internes pour administrer et maintenir le système de ; mais dans le cadre du renouvellement complet du système pour passer sous Panorama E2, la SEM a fait appel à un intégrateur partenaire : 2GI technologie ». Car bien souvent, les exploitants font appel à des intégrateurs, ce qui explique qu'il existe un facteur 5 à 10 entre le prix d'une licence et l’application opérationnelle (sans compter les équipements, capteurs et télécommunication).
Avec plus de 200 personnes dédiées aux solutions pour l’eau, Actemium est un acteur de premier plan dans ce secteur. Les équipes Actemium possèdent de nombreuses expertises depuis le pompage de l'eau avant traitement jusqu'à l'incinération des boues issues des eaux usées, en passant par les stations de surpression, les usines d’adduction en eau potable, les stations d’épuration ou encore les bassins d’orage.
Les équipes d’Actemium ont ainsi récemment développé et mis en place pour le compte du Sedif une conduite automatique en temps réel pour l'usine de production d'eau potable de Neuilly-sur-Marne. Grâce aux nombreuses innovations développées dans le cadre de cet outil, la gestion de l'usine permet, par le biais de l’optimisation du procédé, l’anticipation des maintenances, des révisions, une diminution significative de la consommation d'énergie, des produits chimiques et des traitements. Le retour estimé sur investissement est de moins de 5 ans.
La pérennité existe aussi dans les petits systèmes comme le souligne Alain Cruzalèbes de Perax : « notre suite Arlequin gère des produits qui ont parfois 20 ans ; de plus, les solutions standardisées s’adaptent à tous types d’ouvrages avec un minimum de paramétrage. L’important pour les clients est l'expérience des sociétés ».
Posséder l’équipement, se charger de son évolution ou bien déléguer ? Une petite intercommunalité ne dispose pas forcément des capacités d'investissement ni des ressources au quotidien pour maintenir et développer les fonctionnalités dont elle a besoin. D’où l’essor de l’hébergement pour les collectivités de moins de 10 000 habitants, investi depuis quelques années par Alyane : « Sur les 36 000 communes, 24 000 sont affermées, le reste se divise en trois tiers : intercommunalités, très petites communes et communes intermédiaires » explique Bruno Guigue. La société revendique quelques centaines de clients en montagne comme à St-Gervais (difficulté d’accès aux sites) et en plaine comme Digoin, Portes-lès-Valence qui apprécient le service.
Plutôt que chaque commune dispose de sa propre solution, Alyane a investi dans un gros système et propose un service à partir des données de terrain fournies par télécommunication. Sur un PC relié à Alyane, le client dispose à tout instant de toutes les informations : état en temps réel des équipements, télégestion, historisation des données. Bruno Guigue insiste sur « la mutualisation des moyens, la rapidité de mise en œuvre — sous réserve de la disponibilité des informations —, l'évolutivité et surtout l’absence d’investissement ». Alyane se charge de l’évolution des systèmes, l'exploitant se concentre sur ses tâches et ses obligations et n’a pas à s'investir dans des systèmes informatiques. Le créneau semble intéresser les grands de la télégestion : Lacroix Sofrel propose pour les applications de sectorisation un service d’hébergement depuis l’an dernier.
Grâce à sa mutualisation, l’hébergement est un mode économique même s'il est une prestation de service assimilée à une dépense de fonctionnement que la comptabilité et les marchés publics (TVA, subventions) désavantagent.
Non seulement il ne nécessite pas d’investissement, mais il génère une forte économie de temps de suivi, souvent sous-estimée par les acquéreurs de systèmes.