L?automatisation, la supervision et la télégestion sont aujourd'hui incontournables pour piloter les procédés de traitement des eaux et gérer les réseaux associés. Ces technologies garantissent la continuité de la qualité du service. Elles permettent l'optimisation des différentes étapes du procédé de traitement, la surveillance de la ressource et des réseaux de collecte ou de distribution. Les technologies éclatées disponibles aujourd'hui permettent de placer les automatismes au plus près du process, de les interconnecter entre eux et de centraliser la supervision des installations et la gestion des alarmes.
Réalisé par Paul Tjomb et Marie-Odile Mizier, Technoscope
Comment développer et gérer des activités rentables et pérennes sur tout le cycle de l'eau tout en respectant les contraintes de services et de prix ? Une des voies possibles consiste à gérer au plus près le process et à maintenir les infrastructures disponibles dans le but d’assurer une continuité et un niveau de service les plus élevés. La réduction des coûts est de rigueur à tous les niveaux, notamment en exploitation et en maintenance. À cela s’ajoutent (et ce n'est pas le moindre) les exigences d’adaptation dictées par des réglementations strictes et évolutives de plus en plus contraignantes. Pour répondre à ces besoins, l’exploitant ne peut échapper à l’automatisation de ses installations mais aussi à l’acquisition et au traitement des informations qui assurent l’optimisation de la conduite automatique. Pour assurer ces tâches, toute une gamme de matériels est aujourd'hui disponible pour gérer de la plus petite installation isolée jusqu’au process le plus complexe. Cependant, l’évolution rapide des réseaux de télécommunication basés sur le protocole TCP/IP associée à la généralisation des interconnexions entre sites de production conduit les entreprises à repenser leurs modèles d’échanges de données. Ceci pose quelques contraintes nouvelles pour la supervision des installations mais en contrepartie apporte de nouvelles perspectives dans la gestion des équipements, notamment au niveau de la gestion des alarmes.
Stations de pompage, station d’alerte,
petites unités d’épuration, pour les sites isolés les automates de télégestion se partagent les applications. Ils se sont dotés de fonctions d’automatisme et de supervision simples. Et la communication des données grâce aux technologies Internet permet l’insertion de leur fonctionnalité dans un réseau plus important.
Automates de télégestion...
Depuis de nombreuses années, les systèmes de télégestion se sont imposés pour relayer les mesures de terrain et les données d’état des automatismes locaux mis en œuvre sur les sites isolés. Au fil des années, le développement des systèmes de communication aidant, les équipements de télégestion se sont enrichis de fonctionnalités d’échanges basées sur les technologies Internet, les communications sans fil (Wifi), les messages SMS et vocaux... conduisant à une plus grande interopérabilité des matériels et logiciels.
Ainsi, Lacroix-Sofrel, Napac, Perax, Wit, présentent tous une interface de navigation locale adaptée aux PDA, permettant aux techniciens d’exploitation de se connecter au système sans fil pour consulter en local les informations temps réel, d’avoir accès aux consignes et paramètres d’exploitation et de consulter les tableaux et les courbes des historiques.
De plus en plus souvent, les systèmes de télégestion intègrent aussi un peu d’automatisation et de supervision, comme le Rio Phénix de Napac. « Ce système est adapté à l’automatisation, la télégestion et la supervision des postes de relevage et des stations d’épuration des petites collectivités disposant d’un budget peu important et de peu de personnel » souligne Patrick Brondino, Napac. En fait, ce type d’équipement répond à de nombreux besoins de petits automatismes. Il autorise par exemple des liaisons intersites entre stations de pompage et réservoirs. Il peut aussi piloter d’autres opérations parmi lesquelles la mesure en continu des paramètres de l’installation comme le niveau, le taux de chlore, le débit, le pH... Ou encore détecter le dysfonctionnement des pompes, des vannes, les défauts d’alimentation électrique ou encore l’intrusion sur le site.
Face aux produits d’ancienne génération qui se contentaient d’une exploitation par Minitel assez sommaire, Rio Phénix dispose, avec Xflow, d’un véritable outil de supervision graphique exploitable par navigateur Internet puissant, évolutif et facile d’utilisation.
Le Rio sait également envoyer automatiquement dans des conditions prédéfinies (périodiquement, sur alarmes, …) des rapports contenant tableaux de bord et courbes par tous moyens de communication : RTC, Intranet/Internet (http), ftp, email, GSM/GPRS.
Pour le contrôle des réseaux d’assainissement, Lacroix-Sofrel propose aujourd’hui le poste local S550. Celui-ci surveille, gère et automatise à distance le fonctionnement des postes de relèvement.
Il est ainsi doté de fonctions d’automatismes spécifiques à l’assainissement comme la commande de pompes avec modes de permutation, le traitement du sur-débit entrant, ou encore la gestion des sécurités de fonctionnement.
Même approche chez Perax où le successeur du P200Xm, l’automate de télégestion P400Xi, conserve les caractéristiques de son prédécesseur et intègre l’Ethernet en natif.
Ces solutions permettent l'archivage des données de process, la communication inter-sites ou vers un superviseur centralisé ou un serveur web, la gestion directe des alertes vers un exploitant. Elles autorisent également l'exploitation et la configuration à distance. Chaque RTU intègre un module de télécommunication multisupports et multiprotocoles, un logiciel applicatif embarqué préconfiguré et paramétrable pour la gestion des ouvrages dédiés à l'eau ainsi qu'une alimentation secourue pour assurer la sauvegarde des données.
Pour Catherine Allibert, assistante des ventes chez Perax, « Le système est issu des dernières technologies embarquées 32 bits et intègre un système d'exploitation Linux, sa configuration est évolutive et sa maintenance est facile. » Il peut donc être intégré dans une architecture Intranet/Internet et, grâce à son fonctionnement multiprotocoles (ModBus, RTU, TCP, Hart, MBUS, UnitelWay...), il est raccordable par liaison série à de nombreux produits de type automates, compteurs, capteurs, régulateurs... Sa capacité d’acquisition atteint 1 500 variables et il envoie alarmes ou données par e-mail, SMS, fax ou vocal. Doté d'une interface de contrôle/commande en local ou à distance, il visualise en temps réel des synoptiques, des journaux de bord, des tableaux d’archives...
Et son calculateur de traitement et d’archivage des données stocke jusqu’à 14 400 événements horodatés.
Si les automates de télégestion peuvent piloter de petites installations d’automatisme, les automates industriels dotés de port de communication Ethernet et de module de télétransmission couplé à un système d'acquisition et de contrôle des données de type SCADA peuvent gérer un environnement beaucoup plus important.
… ou automates industriels
Rien n’empêche aujourd’hui de piloter une installation à l'aide d'un automate industriel que l’on a rendu communicant. Pour couvrir ce besoin, Schneider Electric a développé des solutions de télégestion W@de RTU compactes et modulaires. Ces dernières, associées à un automate programmable Quantum, Premium ou Twido, s’adaptent à tout type de configuration.
Chaque RTU intègre un module de télécommunication multisupports et multiprotocoles, un logiciel applicatif embarqué préconfiguré et paramétrable pour la gestion des ouvrages dédiés à l'eau ainsi qu'une alimentation secourue pour assurer la sauvegarde des données.
Cette approche a également été retenue par GE Fanuc avec son offre RTU Solutions. Comme les équipements cités précédemment, elle autorise le pilotage local d’équipements tout en leur permettant de s'intégrer dans un réseau plus vaste avec échanges et centralisation des informations sur SCADA, données consultables sur les postes des opérateurs via leur navigateur web.
Sur ce modèle, ABB a signé un accord avec Water Corp. en Australie de l’Ouest pour la fourniture de SCADA, RTU et systèmes de communication pour le support et la gestion des utilitaires du réseau, ainsi que la maintenance des infrastructures. L'investissement total est de 15 M$ sur 4 ans.
Quant à Siemens, il propose Sinaut ST7, un système de télécontrôle par automate Simatic S7. Il mixe les modules matériel et logiciel pour la communication WAN. Pour schématiser, il s'agit d'une solution de communication basée sur des boîtiers installés au niveau des systèmes de contrôle. Les modules Sinaut locaux de 1 mégaoctet effectuent et sécurisent la communication. Des modules de communication couplés aux automates relient les unités périphériques au centre de contrôle. « Sinaut ST7 est un système pour un suivi automatique et un contrôle des stations de traitement d’eau qui échangent des données par communication WAN avec un centre de contrôle ou entre elles par connexions croisées. Ce système est bien adapté pour la télécontrôle et la télégestion de réseaux de type Pipeline », explique Patrick Brasier, chef de produit chez Siemens.
SCADA : Supervisory Control and Data AcquisitionWAN : Wide Area Network
Basé sur les automates Simatic S7-300 et Simatic-400 et sur WinCC de Siemens, Sinaut ST7 améliore ces systèmes avec des composants matériels et logiciels qui lui sont spécifiques. Côté matériels, le module de communication TIM, qui supporte tout le trafic des données à travers le réseau WAN, ou encore des modems et autres composants pour la communication comme le kit MC45 (pour le GSM) et des modules RSM (fibre optique). Côté logiciels figurent Sinaut ST7cc, un complément au WinCC, et Sinaut ST7sc, qui autorise la connexion en client OPC du logiciel du centre de contrôle avec les systèmes d'autres constructeurs. « Le Sinaut ST7 équipe le réseau de pipeline libyen et gère 484 sources d'eau », signale Patrick Brasier, Siemens.
L’éclatement des automatismes sur le terrain et l'interaction des réseaux entre eux impliquent la nécessité d'une supervision centralisée de l'ensemble.
Une supervision centralisée
La supervision permet la conduite et le contrôle en temps réel des installations. Les logiciels dotés de cette fonction se distinguent par une importante capacité de gestion. Par exemple, c’est le système de supervision Panorama d’Euro Supervision qui met à disposition des utilisateurs de terrain les informations du SIVOA, le Syndicat mixte de la Vallée de l’Orge Aval. Le réseau relie les équipements de 32 communes et réunit les données provenant de 23 stations de relevages, 4 unités de dépollution-rétention, 6 stations qualité et 13 bassins de retenue, tous télégérés. Depuis fin 2005, la supervision est disponible sur Intranet pour les personnes autorisées qui peuvent la consulter depuis leur PC. L’équipement qui tourne en permanence alerte, en cas de problème, le personnel d’astreinte via le module Sesame du superviseur.
« En Savoie, c'est le superviseur Wizcon Supervisor qui récupère les informations provenant des seize communes de Chambéry Métropole dont les installations sont supervisées grâce à nos solutions », explique Emmanuel Vitrac, directeur Marketing chez Wizcon System, « ceci représente seize RTU et seize systèmes de télégestion ». En Savoie toujours, au Syndicat Intercommunal du Lac d’Annecy, 83 S550 de Lacroix-Sofrel en ADSL et RTC ont été installés fin 2005. Ils sont supervisés par le logiciel de supervision InTouch.
À Clermont-Ferrand, Lyonnaise des Eaux a centralisé la gestion des données techniques de l'ensemble du centre régional Loire-Auvergne. Plus de 50 utilisateurs réguliers accèdent au site web géré par le module Webserv de Topkapi, qui regroupe trois serveurs pour 300 stations de télégestion installées dans 7 départements. Les accès du personnel d'intervention se font au travers d’un serveur RAS sécurisé, ou par connexion VPN client nomade au réseau national de bureautique de l’entreprise qui a été mutualisé pour la consultation des données. Aréal a notamment développé un module “Télégestion” pour intégrer dans les historiques de supervision des informations d'événement.
E@sy-pro : un nouvel automate pour rapprocher les mondes de la télégestion, de l’automatisme et de la supervision
WIT lance un nouvel automate de télégestion qui ouvre de nouvelles perspectives pour la gestion des installations techniques. E@sy-pro propose en effet un ensemble complet et homogène d’outils de télégestion, d’automatisme et de supervision. Son architecture homogène et évolutive, offrant une interface utilisateur graphique entièrement web, lui permet de s’adapter aux exigences des différents utilisateurs. Véritable outil de conduite des installations, E@sy-pro offre la possibilité de structurer les équipements raccordés et peut ainsi apporter une aide précieuse au niveau de la maintenance préventive.
E@sy-pro dispose de deux niveaux d’options fonctionnelles. Ces options logicielles apportent à E@sy-pro une dimension supplémentaire en termes de :
- - Capacité : nombre d’utilisateurs, de ressources, de synoptiques, d’attributs…
- - Fonctions d’automatismes et de programmation : générateur de scripts, protocole ModBus/JBus.
L’automate de télégestion E@sy-pro existe en deux formats modulaires pour une installation en ou hors armoire. La gamme E@sy est compatible avec l’ensemble des gammes WIT (Clip, Pilote…).
Les enregistrements et d'échantillons périodiques (courbes) qui ont été datés par les équipements locaux (automates de télégestion, automates industriels, RTU, Dataloggers...).
Le logiciel Floée de la société Biosystèmes intègre également, en plus des fonctions de supervision et de télégestion classiques (collecte, visualisation, alarme, astreinte, bilans, archivage), un puissant module d’automatisme. Il peut être utilisé pour automatiser localement une installation complète de traitement des eaux (jusqu'à 125 000 éq/hab) et/ou pour piloter des équipements délocalisés par exemple pour orchestrer les vidanges de déversoirs d’orage. Les trois fonctionnalités – supervision, télégestion et automatisme – sont donc réunies au sein d’un même produit, limitant d’autant les coûts d’achat (une seule licence), de mise en œuvre et d’exploitation (une seule programmation et une seule maintenance). La communauté de communes de Gevrey-Chambertin a investi dans une solution de ce type qui regroupe sur un poste central 2 186 entrées/sorties réalisant :
- - l’automatisation de la station d’épuration (40 000 éq/hab) ;
- - la télégestion du réseau d’eau potable (17 communes) ;
- - la télégestion du réseau d’assainissement (8 postes de relèvement).
Au-delà du raccordement d'un grand nombre de stations de télégestion à des supervisions locales, il convient de noter que les architectures évoluent de plus en plus vers des systèmes décentralisés avec interconnexion des postes de conduite. « Le centre de contrôle de Lyonnaise des Eaux à Montgeron regroupe par exemple 50 postes Topkapi interconnectés traitant 56 000 points de contrôle issus de 685 sites télésurveillés » explique Pierre La Marle, directeur général d'Aréal. « Ces interconnexions permettent aux automatismes d'assurer une gestion coordonnée des ouvrages et aux opérateurs de conduite d'avoir en permanence accès à l’ensemble des informations de tous les sites. En situation de crise, une bonne vision d'ensemble permet de répartir au mieux la ressource en fonction des besoins ». Par ailleurs, les tailles des applications pour un poste de conduite centralisée atteignent fréquemment la taille de plusieurs centaines de stations de télégestion, comme par exemple à Clermont-Ferrand (cf. ci-dessus), Bordeaux (500 stations), Biarritz (400 stations), etc. Au SIDEN, Syndicat des Eaux de la Région Lilloise, un projet est en cours d’installation pour raccorder 1 400 stations de télégestion sur deux postes serveurs.
