Intégration de la démarche d'amélioration des pertes en eau dans une démarche de gestion patrimoniale

La performance technique d’un réseau de distribution d’eau potable peut être évaluée autour de trois grands critères qui sont :

• la distribution d’une eau de bonne qualité,
• la distribution de l'eau de façon continue avec une pression de service suffisante,
• la préservation de la ressource en eau.

Bien qu'il ne soit pas nécessaire aujourd'hui d'envisager (en France) un plan d’investissements massif sur les réseaux d’eau potable, force est de constater que les réseaux français vieillissent. Ceci est dû à plusieurs

phénomènes :

• - la croissance historique et rapide des réseaux entre les années 60 et 80 (Cador, 2002) : en 2000 l'année médiane de pose était estimée à 1972 (âge moyen de 30 ans) mais il n’est pas rare de trouver des conduites datant de la fin du 19ème siècle sur les réseaux.
• - un taux moyen de renouvellement en France estimé à 0,6 % (G. Rebeix, 2001), ce qui signifie qu’à ce rythme les réseaux seraient remplacés entièrement en 170 ans (Berland et al., 2005).

Ainsi, même s'il est aujourd'hui admis que l’âge des conduites constitue un critère insuffisant de décision concernant le renouvellement des réseaux (il n’est pas rare en effet que des conduites centenaires posent moins de problèmes que des conduites posées plus récemment), il est fort probable qu’un taux de renouvellement moyen de 0,6 % en France puisse être à terme insuffisant pour garantir une performance technique du service aussi satisfaisante qu'elle peut l’être aujourd'hui. D’autant que les durées de vie estimées des principaux matériaux constituant les réseaux sont largement inférieures à 170 ans. L’optimisation des investissements et des actions d’exploitation permettant de fournir un service performant aux usagers sur les axes de la qualité de l'eau distribuée et de la continuité du service tout en limitant les pertes en eau relève de processus complexes et interdépendants. Ceux-ci doivent être envisagés au cas par cas selon le contexte local. Dès la signature de la charte FP2E (SPDE, 2005) relative à la gestion du patrimoine en 2005, Veolia Eau s'est engagé dans la définition de démarches techniques à moyen et à long terme sur chacun des axes de performance des services d’eau potable. Ces démarches sont explicitées dans la suite de cet article.

Préalable : connaître le patrimoine enterré

Le préalable à toute démarche de gestion optimisée de la performance d’un réseau d'eau potable est de bien connaître :

• - ses caractéristiques patrimoniales : matériau, diamètre, période de pose ;
• - les incidents ayant eu lieu sur celui-ci (problèmes de qualité d’eau, casses, fuites) et les solutions apportées (purges, réparations de casses ou de fuites) ;
• - l'environnement des canalisations le composant : citons par exemple le type de sols, la densité de circulation ou la présence de nappes phréatiques ;
• - les volumes mis en distribution, consommés et perdus ;
• - le fonctionnement hydraulique : origine de l'eau distribuée dans chaque tronçon, sens préférentiel d’écoulement de l’eau, temps de séjour (existence d'un modèle hydraulique).

La qualité et la quantité d’informations patrimoniales disponibles sur un réseau d’eau sont illustrées par l'indicateur de performance réglementaire défini dans le décret n° 2007-675 du 2 mai 2007 « indice de connaissance et de gestion patrimoniale des réseaux d'eau potable ». Il s’agit d'un indice allant de 0 à 100 calculé en fonction de l’existence de plans mis à jour, du renseignement des éléments constitutifs du réseau et des informations relatives aux interventions sur le réseau.

La distinction sera faite dans la suite de ce texte entre différents types d’incidents ayant lieu sur les réseaux :

• - les casses (ou fuites signalées) : ce sont les fuites à l’origine d'une interruption de service non programmée et à ce titre altérant la qualité du service aux usagers (baisses de pression, interruptions de service...) ;
• - les fuites : on distingue les fuites détectables non repérées qui sont les fuites qui peuvent être localisées grâce à une recherche active de fuites, des fuites diffuses qui sont les fuites techniquement non détectables ;
• - les défaillances : casses et fuites détectées de façon indifférenciée.

La continuité du service

Les indicateurs de performance

L’indicateur de performance réglementaire défini dans le décret du 2 mai 2007 sur la thématique de la continuité du service est le taux d’occurrence des interruptions de service non programmées en nombre par millier d’habitants. L’indicateur technique associé est le taux de casse du réseau, c’est-à-dire le nombre de casses par kilomètre de réseau (et éventuellement par an).

Cet indicateur permet d'illustrer l'état du réseau et donc son aptitude à délivrer un service satisfaisant pour les usagers. Face aux interruptions de service non programmées, l’opérateur n’a que peu de moyens d'action si ce n’est de réparer au plus vite les casses. Ce faisant, il limite les conséquences de ces casses mais n’a pas d’impact sur la valeur de cet indicateur de performance.

La seule action envisageable pour limiter le taux d’occurrence des interruptions de service non programmées sur les réseaux d'eau potable est le renouvellement. Ceci bien sûr à condition de renouveler un linéaire suffisant et d’orienter au mieux les travaux afin de remplacer les canalisations qui cassent ou casseront le plus fréquemment.

Programmation des travaux de renouvellement à court terme (2 à 3 ans)

Au-delà de la satisfaction d'une bonne performance sur l'indicateur réglementaire, le renouvellement est une solution permettant de limiter certains risques pour les usagers et les infrastructures. En effet, les casses des réseaux d’eau potable peuvent être la source de dommages sur les biens et les personnes suite par exemple à des glissements de terrain, des inondations de caves, des déformations de chaussées ou des dommages sur les réseaux électriques. Afin de définir et d’optimiser la programmation des travaux de renouvellement prioritaires sur le réseau pour limiter les potentiels dommages, une analyse du niveau de risque associé à chaque tronçon peut être réalisée. Ce niveau de risque est la résultante d'une probabilité de casse multipliée par la conséquence de la casse si elle avait lieu. Par exemple, à probabilité de casse égale, on donnera la priorité au renouvellement d'un tronçon situé sous une route nationale par rapport à celui situé sous une voie sans issue.

Afin de réaliser ce calcul de risque, Veolia Eau a mis au point l’outil MOSARE (MOdule Statistique d’Aide au REnouvellement). À partir des données disponibles relatives au réseau, MOSARE identifie les tronçons les plus susceptibles de subir une casse (voir figure 1) et estime le nombre de casses futures du réseau (probabilité de casse future calculée grâce à des méthodes statistiques de Poisson ou de calcul du

temps de survie).

Veolia Eau dispose de deux approches permettant de calculer la probabilité de casse suivant le contexte local :

Cas 1 : Utilisation des données directement collectées sur le réseau d'eau de la collectivité

Dans le cas où la collectivité dispose d'un nombre suffisant d’informations fiables sur son réseau de distribution d’eau, les analyses statistiques développées par Veolia Eau utiliseront directement l’historique du réseau pour identifier les tronçons ayant la plus forte probabilité de casser.

Cas 2 : Possibilité de mutualisation des données lorsque l'historique est insuffisant

Veolia Eau gère 200 000 km de réseaux en France et répertorie dans des bases de données régionales l'ensemble des informations collectées sur les réseaux gérés. Ainsi, lorsqu’une collectivité ne dispose pas d’informations suffisantes pour permettre un calcul statistique fiable, Veolia Eau a la possibilité d’élargir la base de données en intégrant des tronçons de services voisins aux caractéristiques similaires en termes d'historique de pose, de type de matériau et d’environnement pour établir les lois statistiques représentatives du tronçon étudié.

En ce qui concerne la composante « conséquence » du calcul de risque, le choix des paramètres à prendre en compte doit se faire en fonction des priorités de gestion de la collectivité. Cette analyse va considérer avec attention les canalisations qui desservent un grand nombre de personnes, celles qui sont positionnées dans un environnement où la circulation est dense, ou encore les canalisations qui approvisionnent des clients sensibles (hôpitaux, écoles, personnes dialysées).

À des fins de réduction de la gêne aux usagers ainsi qu'à des fins d’optimisation des coûts liés aux travaux, il est par ailleurs souhaitable de coordonner les chantiers de renouvellement des réseaux avec ceux de la voirie ou d'autres réseaux.

Le logiciel MOSARE permet ainsi de définir une succession de chantiers de renouvellement programmés sur une période de deux à trois ans.

Plan de gestion de la continuité du service à moyen/long terme

Afin de définir le linéaire de renouvellement adapté pour atteindre un objectif futur en termes de taux de casse, il peut être nécessaire de prédire l’évolution de celui-ci dans le temps.

Pour évaluer l’influence de différents taux de renouvellement annuels sur le taux de casse moyen futur, Veolia Eau a mis au point l’outil VISION. À partir des données disponibles sur le réseau considéré (et à défaut, à partir de la base de données mutualisée de Veolia Eau), VISION calcule un taux moyen de casse futur.

L’influence de différents taux de renouvellement annuels sur le taux de casse est ensuite calculée afin de permettre à la collectivité d’orienter au mieux son plan de gestion à moyen et long terme (voir figure 2). Les investissements indicatifs à réaliser annuellement ainsi que les économies réalisées en termes de réparation de casses sont aussi donnés par VISION pour chacun des scénarii.

Données nécessaires

Afin de réaliser les études techniques décrites ci-dessus, il est nécessaire de disposer à minima d'une bonne connaissance de son réseau (matériau, diamètre, période de pose) et d'un historique de casses (ou éventuellement de défaillances) précisément localisées d’au moins 3 ans pour pouvoir utiliser l’outil MOSARE et d’au moins 5 ans pour pouvoir utiliser l’outil VISION. Des données plus complètes relatives à l'environnement des canalisations (nature des sols, densité de circulation, etc.) permettent d'affiner les résultats de MOSARE.

La gestion des pertes en eau

Les indicateurs de performance

taires définis dans le décret du 2 mai 2007 sur la thématique des pertes en eau en réseau sont le rendement de réseau et l’indice linéaire de perte.

Ces indicateurs réglementaires doivent être considérés avec précaution en fonction de la situation locale. Ainsi, le rendement tendra à favoriser les réseaux à forte consommation ou réseaux urbains alors que l'indice linéaire de perte favorisera plutôt les réseaux étendus avec une faible densité de branchements ou réseaux ruraux. À niveau de perte égale, lorsque la consommation d’eau baisse, la valeur du rendement diminuera. Or, depuis plusieurs années, on constate en France une baisse tendancielle des volumes vendus. Ainsi, la variation de l’indicateur rendement doit être analysée en fonction de la variation de la consommation. La baisse de la valeur de l’indicateur ne traduira pas forcément une dégradation de la performance technique du réseau.

Il est très difficile de comparer les réseaux d'eau potable de différents services à partir de ces deux seuls indicateurs car ils ne prennent pas en compte tous les paramètres permettant d’expliquer le volume de pertes en eau sur les réseaux d’eau potable, tels que :

• la pression du réseau ;
• les caractéristiques patrimoniales du réseau : âge et matériau des canalisations ;
• la densité des branchements ;
• la politique comptage ; et donc le volume des pertes commerciales.

Afin d’avoir une vision représentative de la performance du réseau en termes de pertes en eau, il est important de juger de la valeur de ces indicateurs réglementaires à l'aide d'autres indicateurs de gestion tels que :

• le volume de pertes ;
• le débit de nuit ;
• le taux de réparations par branchement ;
• le volume économique de perte (voir encadré intitulé : le volume économique de perte).

Les indicateurs réglementaires comme les indicateurs de gestion peuvent être calculés à différents niveaux du réseau : zone de distribution, étage de pression, secteur (si sectorisation). Le suivi de leur évolution au cours du temps permet de rendre compte de la performance du réseau en termes de pertes en eau.

La réalisation du bilan hydraulique du réseau (ou des différents niveaux de découpage du réseau) aide à cibler l’origine des pertes ou tout du moins cibler les points sur lesquels l’exploitant doit affiner sa connaissance des volumes considérés (ex. : estimation des volumes utilisés pour le service, fraude sur les compteurs, ...).

La recherche et réparation de fuites

Une grande proportion des volumes perdus est due aux fuites sur le réseau de distribution. Les paramètres tels que le matériau ou l'âge des canalisations influencent l’occurrence des fuites sur les réseaux. D’autres paramètres tels que les conditions de pose, la qualité de l'eau et les variations de pression ont également un impact.

Par ailleurs, les fuites ou les casses sur le réseau peuvent être occasionnées par des facteurs extérieurs tels que l'agressivité des sols, les charges roulantes ou les variations de température. De façon générale, le vieillissement des réseaux accentue la sensibilité des canalisations à ces différents facteurs et entraîne un accroissement du volume de pertes.

Une campagne de recherche de fuite est déclenchée à partir du suivi des volumes mis en distribution (hausse brutale ou dérive). Il s'agit donc de rechercher les fuites avec la plus grande efficacité pour limiter leur durée d’écoulement. Il existe de nombreuses techniques de recherche de fuite acoustique ou non, chacune d’entre elles étant adaptée à un domaine d’application particulier.

Afin d’accroître l’efficacité des campagnes de recherche de fuites, Veolia Eau a développé une plateforme de test des prélocalisateurs de fuite. Celle-ci permet d’évaluer les performances des appareils mis sur le marché et de déterminer les points forts et les points faibles de chacun d’entre eux (voir encadré sur la plateforme de test des prélocalisateurs de fuite). Des protocoles d'utilisation ont ensuite été rédigés pour chaque appareil mettant en exergue un certain nombre de précautions à respecter compte tenu de leur technologie.

Une fois la fuite détectée, elle sera réparée dans les meilleurs délais pour minimiser les volumes perdus.

La sectorisation

D’un point de vue réglementaire, les indicateurs de performance doivent être calculés tous les ans à l’échelle globale du réseau. Cependant, il est important d’évaluer la performance du réseau de façon plus régulière via des indicateurs de gestion pour pouvoir cibler au plus juste les actions préventives et curatives à mettre en œuvre. Un des moyens dont dispose l’exploitant pour affiner sa compréhension et sa gestion des pertes en eau sur le réseau est la mise en place d'une sectorisation. Il s’agit de découper le réseau en plusieurs sous-réseaux pour lesquels les volumes mis en distribution sont mesurés et suivis en permanence. La taille des sous-réseaux est variable ; au besoin, cette sectorisation pourra être complétée par des ilotages nocturnes.

Veolia Eau a développé une application « Bilans » permettant d’analyser les débits nocturnes et d’alerter l’exploitant en cas de brutale augmentation de ces derniers. Une telle augmentation peut traduire l’apparition d'une fuite, il est alors nécessaire de déclencher au plus vite les opérations de recherche de fuite. Il faut cependant être précautionneux vis-à-vis d'une interprétation systématique des augmentations de débits nocturnes car il peut aussi arriver que certains pics de débit ne correspondent pas à des fuites. Il est donc nécessaire

Une plateforme de test des prélocalisateurs de fuite

Veolia Eau a développé une plateforme de test des prélocalisateurs afin d’évaluer les performances métrologiques des appareils disponibles sur le marché. Les tests ont porté sur l'homogénéité (voir figure 4), la répétabilité et la linéarité (voir figure 5) des réponses ainsi que sur la sensibilité d’écoute et l'analyse Fuite/Non Fuite des appareils.

Ces essais ont donc mis en évidence les points faibles et les points forts de chacun des appareils. Certains appareils sont très sensibles, ils peuvent détecter de faibles amplitudes de vibrations : ces appareils « écoutent » donc très bien et seront préconisés pour une utilisation en poste fixe. D’autres

appareils sont très homogènes dans leur réponse, cette dernière sera toujours la même pour une même sollicitation et elle sera proportionnelle à la sollicitation reçue : ainsi, ces appareils seront préconisés pour une utilisation itinérante.

De même, les tests ont montré que certains appareils donnaient des réponses totalement erronées et pouvaient induire le chercheur de fuite en erreur.

Au bilan, cette plateforme a permis d’analyser en détail le fonctionnement des différents types de prélocalisateurs utilisés chez Veolia Eau. Confrontés aux retours d'expérience des chercheurs de fuite de Veolia Eau, les résultats obtenus ont permis d’affiner les protocoles d'utilisation de ces appareils et de garantir une utilisation optimale sur le terrain.

de réaliser une enquête sur les sources potentielles de ces augmentations de débit avant tout déclenchement des opérations de recherche de fuite.

Par ailleurs, les débits de nuit pourront être comparés au débit de nuit du même jour des années précédentes : ainsi, les impacts saisonniers pourront être mis en évidence. Ces sectorisations peuvent également être complétées par le déploiement d'une prélocalisation à poste fixe. Si la hausse de débit nocturne correspond à une alarme « fuite », l'exploitant pourra alors réduire ses délais d'intervention.

Ainsi, à condition de bien circonscrire l'origine de l'augmentation de débit nocturne, la sectorisation du réseau permet à l'exploitant de réagir rapidement et de réparer les fuites dans des délais très courts, limitant ainsi les pertes en eau. Sur le graphique suivant (figure 6), les fuites réparées ont été mises en relation avec les débits nocturnes. On peut ainsi constater que les baisses du débit nocturne coïncident avec des réparations des fuites.

À terme, la généralisation des compteurs radio-relevés sur les réseaux devrait permettre de s’affranchir des variations journalières ou saisonnières de la consommation nocturne et ainsi optimiser l’exploitation des sectorisations.

La mise en place d'une sectorisation n’est pas un préalable au suivi de l'efficacité des campagnes de recherche de fuite, elle est un outil supplémentaire à la disposition de l'exploitant pour pouvoir réaliser ce suivi à une échelle plus fine. Par ailleurs, sur les réseaux d'eau potable très maillés (hyper urbains), il peut s’avérer difficile de mettre en place une sectorisation fine en raison de nombreux démaillages, nécessitant de nombreux points de comptage ou créant de nombreuses antennes (qui peuvent à leur tour entraîner des problèmes de qualité d’eau ou un non-respect de la défense incendie).

Appréhender l’efficacité des campagnes de recherche de fuites

Les économies d'eau réalisées suite à une réparation de fuite peuvent être plus facilement quantifiées grâce au suivi des débits nocturnes (volumes mis en distribution la nuit, lorsque la consommation est la plus faible).

Il faut cependant noter que dans certains cas les efforts de recherche et réparation des fuites ne s’accompagnent pas d’une baisse du débit nocturne, et peuvent même s’accompagnener d'une hausse de celui-ci (figure 7). Une étude présentée lors du congrès Water Loss 2007 de l'IWA (International Water Association) confirme ces observations.

La figure 7 montre une tendance à l’augmentation des débits de nuit malgré les interventions réalisées (à l'exception des deux dernières interventions illustrées qui semblent avoir un effet positif sur le débit de nuit). On observe aussi des augmentations très nettes des débits de nuit suite à certaines des interventions (réparation des 2° et 3° fuites signalées illustrées).

Ce phénomène d’augmentation des débits de nuit suite à des réparations de casses et de fuites est lié à plusieurs facteurs :

• la méthode de détection des fuites la plus répandue aujourd’hui est la méthode acoustique. Cependant, la plupart du temps les fuites les plus bruyantes sont les plus petites. Il faut donc réparer plusieurs petites fuites avant de pouvoir entendre « LA » grosse fuite.
• les réparations des fuites perturbent le

Fonctionnement hydraulique du réseau.

Durant l’intervention, la manœuvre des vannes peut occasionner des chocs hydrauliques, et, suite à la réparation des fuites, la pression augmente localement. Il est donc courant, sur les réseaux fragiles, que la réparation d’une fuite engendre de nouvelles fuites.

La traçabilité des interventions est nécessaire pour appréhender la dynamique des fuites sur les réseaux ou les sous-secteurs (en fonction de leurs caractéristiques patrimoniales) mais également pour mettre en regard les efforts réalisés et les volumes économisés. On peut ainsi anticiper le comportement du réseau et quantifier l’impact des actions de recherche de fuite sur le débit nocturne (voir figure 8).

L’évaluation des différentes courbes de vieillissement des fuites permet de :

• - quantifier les volumes d’eau économisés par rapport aux coûts engendrés par la recherche et la réparation des fuites ;
• - quantifier les impacts de la réparation des défaillances et définir une stratégie d’action (réparation ou renouvellement).

• - définir les moyens à mettre en œuvre les années suivantes en termes d’efforts de recherche de fuites et éventuellement de renouvellement pour maintenir ou améliorer la performance du réseau.

Plan de gestion des pertes en eau à moyen/long terme

La démarche présentée ci-dessus est uniquement basée sur des actions d’exploitation du réseau : seules les opérations de recherche et de réparation de fuite, réalisées de façon plus ou moins optimisée, sont employées pour réduire les pertes en eau sur le réseau.

Les retours d’expérience en France et à l’international montrent que la maîtrise des pertes en eau sur le long terme ne pourra se faire que si les canalisations conservent leur bon état.

En témoignent des travaux menés en Angleterre par Veolia Eau sur le lien entre le renouvellement des réseaux d’eau potable et le volume de fuite (voir figure 9). Trois points principaux ressortent de cette étude :

• - le renouvellement des réseaux a un impact positif sur le volume de pertes en eau lorsque le volume de pertes est relativement élevé ;
• - le volume de pertes est fortement diminué si le pourcentage de renouvellement sur la zone est supérieur à 40 % du linéaire ;
• - le nombre de réparations de fuite après le renouvellement massif des canalisations est beaucoup plus faible que sur les canalisations non renouvelées (le taux de casse a diminué de 0,5 à 0,07 casse/km.an sur les secteurs d’étude).

Dans tous les cas, le renouvellement, éventuellement par réhabilitation structurante des conduites, est le seul moyen pour supprimer les fuites diffuses ou non détectables (ex. : fuites au niveau de joint ou suintement de la canalisation).

Ainsi, même si dans certains cas les actions d’exploitation permettent de limiter à court terme le niveau de pertes en eau, à plus long terme le renouvellement des réseaux est essentiel à une amélioration des pertes en eau.

La démarche perte en eau mise en placesur le réseau du Grand Lyon par Veolia Eau

Les graphiques suivants (voir figure 10) illustrent le suivi des débits de nuit réalisés par l'agence de Veolia Eau sur le Service Lyon Agglomération. Les débits de nuit sont mesurés chaque semaine pour chacun des réseaux hydrauliquement indépendants depuis fin 2001.

Les analyses sont faites à trois niveaux :

1. 1) Étude dite « Inter période » :
   • - Le débit de nuit de la semaine en cours est comparé avec les valeurs extrêmes (minimums et maximums) des débits de nuit observés pour cette même semaine depuis fin 2001. La comparaison est également faite avec les débits de nuit médians et les débits « 3e quartile » (75 % des débits observés se trouvent en dessous de cette valeur).
   • - À partir de ces valeurs, un seuil d’alerte est déterminé pour différentes périodes de l’année et prend donc en compte les variations saisonnières de consommation.
2. 2) Étude « Long terme » :
   • - Comparaison des débits de nuit de l'année en cours avec tous les débits de nuit enregistrés.
   • - Cette comparaison permet de tracer une courbe de tendance de l'évolution des débits de nuit.
3. 3) Étude « Court terme » :
   • - Comparaison du dernier trimestre avec les trois trimestres précédents (soit une fenêtre d'observation d'un an) et mise en relation avec toutes les fuites réparées sur le même réseau.
   • - Cette comparaison permet de tracer une tendance d'évolution des débits de nuit plus fine sur le court terme.

Par ailleurs, l'utilisation des modèles de vieillissement de réseau permet d’optimiser l’efficacité des campagnes de recherche de fuite. Ainsi, dès qu'une anomalie avérée est détectée sur un réseau, une opération de recherche de fuite est déclenchée. De façon à réduire le champ d'investigation, la recherche de fuite est ciblée en priorité sur les canalisations du réseau qui présentent les taux de défaillance prédits les plus élevés.

Avant de croiser les informations de prédiction des casses et celles de la sectorisation, plus de 1 000 km de réseau étaient auscultés chaque année et le taux de fuites trouvées était de 12 fuites trouvées/100 km de réseau auscultés (valeurs de 2005). Depuis ce changement de méthodologie, le linéaire ausculté a diminué mais le nombre de fuites trouvées a augmenté. En effet, en 2007, 795 km de réseau ont été auscultés et le taux de fuites trouvées a atteint le chiffre de 26 fuites trouvées/100 km de réseau auscultés. Par ailleurs, dans le même temps, la performance du réseau a fortement augmenté puisque le rendement a augmenté de 7 points, passant de 82 % à 89 %. Cette démarche est très utile sur les réseaux équipés d'une sectorisation large car elle permet de cibler plus rapidement les zones de fuite potentielles (en cas d'alerte) et ainsi réduire les durées d’écoulement des fuites.

La qualité de l’eau distribuée

Les indicateurs de performance

Les indicateurs de performance réglementaires définis dans le décret du 2 mai 2007 sur la thématique de la qualité de l'eau distribuée en réseau sont les suivants :

• - Taux de conformité des prélèvements sur les eaux distribuées réalisés au titre du contrôle sanitaire par rapport aux limites de qualité pour ce qui concerne la microbiologie ;
• - Taux de conformité des prélèvements sur les eaux distribuées réalisés au titre du contrôle sanitaire par rapport aux limites de qualité pour ce qui concerne les paramètres physico-chimiques.

Même si l’eau distribuée en France est de bonne qualité, un certain nombre de facteurs (canalisations endommagées ou vétustes, interventions fréquentes sur le réseau, retours d’eau, etc.) peuvent entraîner des dégradations ponctuelles, dans le temps et l’espace, de la qualité de l'eau sur le réseau d’eau potable. Un réseau de distribution d’eau peut d’ailleurs être décrit comme un réacteur (voir figure 11) ; il constitue en effet un milieu complexe où peuvent intervenir différentes réactions physico-chimiques et biologiques ainsi que des pollutions ponctuelles (retours d'eau). Le vieillissement des réseaux d'eau potable fait donc partie, que ce soit directement (corrosion interne, casses) ou indirectement (interventions de réparation des réseaux), des causes pouvant expliquer une dégradation de la qualité de l'eau.

La démarche Aquadiag®

La démarche Aquadiag® proposée par Veolia Eau est un outil ponctuel de diagnostic des réseaux d’eau potable. Des prélèvements d’échantillon d’eau sont réalisés à faible et fort débits sur les hydrants existants du réseau et analysés in situ grâce à un laboratoire mobile. Ces analyses portent sur des paramètres organoleptiques, physico-chimiques et bactériologiques (voir figure 12).

Les résultats sont ensuite cartographiés. Cela permet à l’exploitant du réseau de localiser avec précision les canalisations responsables d'éventuels problèmes d'encrassement et de dégradation de la qualité physico-chimique et bactériologique des eaux.

Les recommandations d’actions sont faites en fonction des résultats et concernent les tronçons à traiter, l’ordre de priorité et les modes de traitement préconisés. Un arbre de décision oriente l’exploitant dans le choix d'un mode de traitement adapté aux problèmes rencontrés.

Démarche à moyen terme d’identification des conduites posant des problèmes de qualité d’eau

Différents processus permettent de suivre l’évolution de la qualité de l'eau :

• - les résultats des analyses DDASS et

d'autocontrôle (réalisation de prélèvements d’échantillons et analyses, réalisés en routine en dehors du contrôle sanitaire réglementaire) ;

• - les éventuelles plaintes des consommateurs ;
• - Veolia Eau a par ailleurs développé Papill’Eau, un site internet, permettant de recueillir les avis d'un panel de dégustateurs d'eau sur la qualité organoleptique de l'eau distribuée.

Ces données sont capitalisées dans des bases de données « qualité eau ». Une fois cartographiées et éventuellement couplées à l'utilisation d’un modèle hydraulique, elles permettent d’identifier des zones prioritaires sur lesquelles cibler les investigations. En fonction du type de problèmes rencontrés (goût et odeur, eau colorée, etc.) le diagnostic peut être affiné afin de définir si le problème (temps de séjour, stress hydrique, corrosion) provient ou non du vieillissement du réseau de distribution et, si oui, d'identifier les canalisations responsables de celui-ci.

Plan de gestion de la qualité de l'eau distribuée à moyen/long terme

Une fois l'identification des canalisations dégradant la qualité de l'eau réalisée, il existe plusieurs façons de résoudre le problème :

• - mise en place de programmes de purges dirigées : ces purges permettent de décoller les dépôts responsables des eaux colorées ;
• - nettoyage des canalisations ;
• - réhabilitation structurante ou non structurante ;
• - tubage des canalisations ;
• - renouvellement des canalisations.

Un programme de purges ou un nettoyage des canalisations non suivi d'une réhabilitation n’apporteront qu’une solution à court terme à des problèmes de qualité d’eau liés à l’état du réseau. En effet, il s'agit de techniques curatives qui ne s’attaquent pas aux causes réelles du phénomène de dégradation.

Applicable aux canalisations métalliques uniquement, le nettoyage des canalisations suivi d'une réhabilitation non structurante est une solution plus durable aux problèmes de qualité d’eau car le phénomène de corrosion de la conduite en question est alors arrêté. Cependant, cette technique doit être mise en œuvre uniquement sur des conduites en bon état vu qu’elle ne redonne pas une durée de vie structurelle à la conduite. Il est donc conseillé de réaliser un prélèvement et une analyse métallographique d’un échantillon de conduite préalablement à une prise de décision afin de vérifier que la conduite est suffisamment saine structurellement pour envisager sa réhabilitation. Veolia Environnement a développé un laboratoire d’analyse des matériaux permettant de réaliser ce type d’analyses.

Le « tubage » de conduites métalliques ou en matière plastique par une conduite en PEHD constitue une solution intermédiaire entre la réhabilitation non structurante et le renouvellement des conduites. En fonction de l'état interne de la conduite à tuber, cette technique peut ne pas nécessiter de nettoyage préalable.

Enfin, le renouvellement des conduites apportera une solution durable aux problèmes de qualité d’eau à condition que le travail d’identification des conduites dégradant la qualité de l'eau distribuée ait été réalisé au préalable de façon complète. Afin d’envisager la solution globale économiquement optimale sur le long terme il faut, à ce stade, comparer les coûts et l’efficacité de purges ou nettoyages à répétition avec ceux de la réhabilitation et du renouvellement des conduites dégradant la qualité de l’eau distribuée.

Optimisation globale de la performance du réseau

Optimisation technique des trois axes de performance

Prises de façon séparées les démarches présentées précédemment montrent qu'il est plus ou moins complexe de maîtriser chacun des axes de performance technique d'un réseau d’eau potable. À court terme des actions d’exploitation telles que les purges, nettoyages de canalisations, recherche de fuites avec ou sans sectorisation peuvent permettre d’améliorer la performance du réseau.

À moyen/long terme cela n’est plus vrai sans des actions d’amélioration structurelle des réseaux d’eau potable par la mise en œuvre de programmes de renouvellements. Le choix du linéaire et des canalisations à renouveler doit être fait en cohérence avec les objectifs de performance recherchés.

Les démarches techniques proposées par Veolia Eau ont pour objectif de maximiser l’efficacité des solutions d’exploitation et d’investissements. Il est cependant important de considérer les problématiques et leur solution comme un ensemble. On voit en effet que des actions ayant un effet positif sur l'un des axes de performance peuvent avoir un effet inverse sur un autre axe de performance.

Par exemple, sur des réseaux fragiles, les interventions de réparation des défaillan-

ces peuvent occasionner des fuites et casses sur d'autres tronçons du réseau, voire des problèmes de qualité d’eau (mise en suspension des dépôts par exemple) pénalisant ainsi la performance sur la continuité du service, les pertes en eau et la qualité de l'eau distribuée.

Une étude (Goulter et al. 1993) met en évidence le fait que les défaillances sur les canalisations ont une plus grande probabilité d’avoir lieu au voisinage d'une ancienne défaillance réparée. Cette probabilité est plus importante dans les quelques jours qui suivent la réparation de la fuite ou de la casse. De même, des purges à répétition sur le réseau peuvent occasionner des fuites et des casses.

Il est donc essentiel de bien analyser ces interactions et de les prendre en compte dans les processus de décision afin d’orienter au mieux les actions d’exploitation ou de renouvellement sur le réseau et donc, in fine, de gestion patrimoniale.

Optimisation des charges d'exploitation et des investissements

Au-delà d'une optimisation technique des différentes actions à réaliser sur le réseau pour améliorer sa performance, il est essentiel de connaître et de prendre en compte les coûts de chacune des solutions techniques (exploiter ou renouveler) et les bénéfices qu’elles apportent sur la performance.

En effet, bien que sur le court terme il soit très souvent moins coûteux d’effectuer des interventions d’exploitation à répétition sur les réseaux, cela n'est plus vrai sur le long terme. Il faut alors trouver un équilibre entre solutions d’exploitation et d'investissements pour maintenir dans le temps un service aux utilisateurs performant et à un prix maîtrisé.

Ainsi dans la balance permettant d’atteindre la performance souhaitée, il convient d'envisager :

• - les coûts liés au renouvellement (investissements),
• - les coûts d’exploitation liés :
  • • aux purges et aux nettoyages de canalisations pour l'axe « qualité de l'eau distribuée »,
  • • aux réparations de casses pour l’axe « continuité du service »,
  • • à la recherche et réparation de fuites ainsi qu’à l'eau perdue pendant la durée de la fuite pour l’axe « pertes en eau ».

Peuvent s’ajouter les coûts sociaux liés à la gêne aux usagers voire des coûts environnementaux liés aux quantités de carbone émises par chaque solution.

Optimisation des pratiques d'exploitation et du choix des équipements constituant le réseau

Il est à noter enfin qu'une démarche de gestion patrimoniale ne peut en aucun cas se substituer au respect d’un certain nombre de pratiques d’exploitation des réseaux d'eau potable. On peut citer ainsi à titre d'exemple :

• - la maintenance des divers équipements hydrauliques des réseaux (ventouses, vannes, organes de régulation, ...) doit être réalisée de façon régulière, de même que celle des équipements de protection cathodique ;
• - la pratique qui consiste, dès lors qu'une réparation de fuite a été effectuée suite à une campagne de détection de fuites, à refaire au moins un passage avec un équipement acoustique pour s’assurer que la fuite trouvée (et réparée) n’en cachait pas une autre ;
• - les réparations de casses et de fuites qui doivent être réalisées selon les prescriptions des fabricants des équipements de réparation ; notamment, dès qu’un manchon de réparation est utilisé, celui-ci doit être resserré de façon à garantir son étanchéité ;
• - la manœuvre précautionneuse des vannes et poteaux incendie ;
• - etc.

Par ailleurs, Veolia Eau évalue la performance et la durabilité de tous les produits inscrits dans ses accords cadres. Ainsi, chacun des nouveaux équipements proposés par les fournisseurs est testé en termes de mise en œuvre, durabilité des matériaux le constituant, performance et coût. Conformément aux engagements pris dans la charte FP2E (dont le troisième engagement est de « proposer en permanence les solutions techniques adéquates ») Veolia Eau s’engage à conseiller la collectivité dans ses choix de fournitures de réseaux.

Conclusion

La performance technique d’un réseau d'eau potable peut être jugée sur les axes de la qualité de l’eau distribuée, de la continuité du service et des pertes en eau. Le décret du 2 mai 2007 définit les indicateurs de performance réglementaires permettant d’évaluer les évolutions de la qualité technique du service de l'eau sur chacun de ces trois axes.

Même si certains de ces indicateurs dépendent sur le court terme directement de la performance de l’opérateur du réseau, la performance technique globale du service sur le long terme dépend fortement du niveau actuel de renouvellement : il s’agit là d'une véritable démarche de gestion patrimoniale.

Prises une à une, les démarches techniques de gestion et d’optimisation sur chacun de ces trois axes de performance supposent une maîtrise et une connaissance importantes des réseaux au niveau local. La gestion simultanée des trois axes rend la gestion plus complexe mais peut offrir de très nombreuses possibilités d’optimisation technico-économiques entre investissements et exploitation à la fois à court terme et à plus long terme.

Cela suppose cependant que les objectifs du service soient clairement définis et que des priorités à accorder à chacun des trois axes de performance techniques soient fixées ; une ventilation différente de ces priorités pouvant conduire à des résultats différents en termes de linéaire et de choix des tronçons à renouveler.