Réseaux d'eau potable : optimiser la gestion et améliorer les rendements

La plupart des exploitants en conviennent : aucune autre infrastructure dans le domaine de la gestion de l’eau n’a vu son image évoluer aussi rapidement et aussi radicalement que le réseau d’eau potable ces dernières années. Considéré, il y a moins d’une décennie comme un ouvrage statique, enterré, et bien peu gratifiant pour les élus en termes de retour sur investissement, on s’inqui-

était même, et à juste titre, sur la faiblesse des moyens engagés pour garantir sa pérennité. Or, le voici devenu en quelques années à peine le composant central des “Smart Cities”, ces villes “intelligentes” qui mettent en œuvre une politique de l’eau elle aussi “intelligente”, matérialisée par le concept du “Smart Water”.

Mais que s’est-il donc bien passé ? S’est-on subitement rendu compte que grâce à ses 906 000 kilomètres de canalisations, le réseau d'eau potable français qui représente un patrimoine évalué à 85 milliards d’€, permettait de distribuer 6 milliards de mètres-cubes d’eau chaque année ? Ce serait sous-estimer l’impact des alarmes répétées d’acteurs influents comme Canalisateurs de France, qui se sont inquiétés périodiquement et ouvertement de la faiblesse des investissements engagés qui ne permettaient pas d’assurer le renouvellement de ce patrimoine. L’explication est en réalité assez classique. Si le réseau d'eau potable est désormais au centre des préoccupations des exploitants, c’est que le contexte réglementaire a évolué en générant des contraintes nouvelles. Contraintes qui ont trouvé leurs réponses à travers de nombreuses avancées technologiques qui ont été concomitantes et qui sont en passe de contribuer à créer un immense marché, celui des réseaux “intelligents”, les fameux “Smart Water Networks”.

Des contraintes nouvelles

On ne s’attardera pas longtemps, pour les avoir maintes fois décrites dans ces colonnes, sur les nouvelles obligations réglementaires qui pèsent sur les exploitants en matière de réseaux. Elles sont pour l’essentiel contenues dans le décret du 27 janvier 2012. Ce texte leur enjoint de créer d'ici au 31 décembre 2013, un descriptif détaillé de leurs réseaux com-

Michel Jacquet, directeur commercial de Sensus France :

« Les systèmes que nous proposons aujourd’hui constituent une passerelle vers les réseaux d’eau intelligents et doivent permettre une réduction notable des pertes d’eau en contribuant à l’amélioration du taux de rendement des réseaux. »

Sensus, leader des solutions AMI-AMR aux États-Unis, compte faire de son nouveau compteur IPERL un point d’entrée autour duquel les solutions intelligentes et responsables d’approvisionnement en eau pourront être développées, donnant corps au concept de “Smart Grid de l'eau”. Rencontre avec Michel Jacquet, directeur commercial de Sensus France.

Revue L’Eau, L’Industrie, Les Nuisances : Quels sont les enjeux liés aux “Smart grid de l’eau” ?

Michel Jacquet : Ils sont multiples et d'abord d'ordre économique. En Europe comme en France, le prix de l'eau augmente substantiellement. Les tensions qui pèsent sur la ressource et les coûts liés aux traitements toujours plus élaborés des eaux usées laissent présager une augmentation durable du prix du service de l'eau. À un horizon de 10 à 15 ans, la facture pour le consommateur pourrait rejoindre et même dépasser celle de l'électricité.

Revue E.I.N. : En quoi les réseaux intelligents peuvent-ils répondre à ces enjeux ?

M. J. : En France à l'heure actuelle, 1 litre d'eau potable produit sur quatre est perdu, soit un taux de perte supérieur à 25 %, la moyenne mondiale étant estimée à 20 % selon une étude de Growing Blue “Water Economics Life”. C'est considérable et inédit dans tout autre système productif. À l'échelon mondial, les chiffres communément admis indiquent que les fuites d’eau, à elles seules, coûtent aux distributeurs, qu’ils soient publics ou privés, près de 9,6 milliards de dollars chaque année. En réduisant ces fuites et en optimisant la performance des réseaux d'eau potable, les systèmes que nous proposons aujourd'hui et qui constituent une passerelle vers les réseaux d'eau intelligents peuvent permettre aux distributeurs de diviser ces pertes par deux et sans doute davantage.

Revue E.I.N. : Y a-t-il d'autres enjeux que ceux que vous venez d’évoquer ?

M. J. : Oui, bien entendu. Les évolutions technologiques en matière d'autonomie en énergie des équipements ou de communications ouvrent aujourd’hui de nouvelles perspectives bien au-delà de l'amélioration de la maîtrise des fuites. En matière d’augmentation du niveau d’automatisation des réseaux par exemple, ou encore dans le domaine de l'optimisation des processus de décision. Elle est possible grâce à l’accès à l’information et à la maîtrise de la donnée qui est l'enjeu majeur des réseaux intelligents.

Revue E.I.N. : Quel sera le rôle joué par le compteur sur ces nouveaux réseaux ?

M. J. : Il ira bien au-delà de ce qu'il est aujourd'hui. L’IPERL que nous avons présenté repose sur une technologie basée sur un fonctionnement statique, sans pièce en mouvement, dans un corps en composite, qui intègre nativement une dimension communicante. Cette solution apporte une dynamique de lecture étendue, une précision métrologique élevée et surtout constante tout au long de son cycle de vie. C'est déjà une vraie révolution car cela supprime tous les problèmes liés au vieillissement des compteurs mécaniques en apportant précision et fiabilité. Mais il y a aussi l'intelligence. Car au-delà du comptage, le compteur est aussi en passe de devenir un point d’entrée de données sur lequel les solutions intelligentes comme les exploitants de réseaux vont pouvoir s’appuyer pour gérer plus finement et proposer de nouveaux services. C’est à cette mue que nous assistons aujourd'hui.

Propos recueillis par Vincent Johanet

De nombreuses avancées technologiques

Comme pour les réseaux d’assainissement (voir à ce sujet notre dossier paru dans EIN n° 359), la gestion patrimoniale des réseaux d'eau potable repose essentiellement sur la connaissance du patrimoine, son historique et son contexte. D’où l’intérêt des outils de gestion patrimoniaux prenant la mention des linéaires de canalisations, la catégorie de l’ouvrage, des informations cartographiques ainsi que les informations disponibles sur les matériaux utilisés et les diamètres des canalisations sans oublier la localisation des dispositifs généraux de mesure.

Ce descriptif, qui devra être régulièrement mis à jour, devra également être accompagné d’un plan d’actions lorsque les pertes d’eau dépassent 15 %. En application de ce plan, le descriptif détaillé devra être régulièrement mis à jour en identifiant les secteurs qui font l’objet de recherches de pertes d’eau ainsi que les réparations effectuées. Si le plan d’actions n’est pas établi dans les délais prescrits ou si le rendement du réseau est inférieur à 85 % (de 65 % à 85 % pour les communes rurales), la collectivité s’expose à des sanctions : elle pourra ainsi être déclarée inéligible à certaines aides accordées par les agences et s’exposera même à un doublement du taux de la redevance pour l’usage « alimentation en eau potable » dès 2014. Cette obligation réglementaire, assortie de pénalités financières très incitatives, doit donner le coup d’envoi à un chantier évalué à 1,5 milliard € par an pendant au moins 10 ans selon le ministère de l’Écologie. Une manne qui va doper le marché de la gestion patrimoniale des réseaux qui, concomitamment à l’évolution du cadre réglementaire, enregistre de nombreuses avancées technologiques.

Ces outils sont aujourd’hui développés par IRH Ingénieur Conseil avec Phare Assainissement ou par G2C Environnement avec Siroco®, un logiciel d’aide à la décision en mode SAAS (software as a service) qui permet de prévoir les défaillances et ainsi de cibler les canalisations prioritaires au renouvellement pour améliorer le rendement du réseau. Ces outils s’interfacent avec les systèmes d'information géographiques (SIG) qui commencent à se banaliser au sein des services d’ex-

Exploitation pour assurer la représentation du réseau dont tous les composants comportent une dimension géographique. Ces outils, dont les éditeurs les plus connus sont Esri France avec sa suite logicielle ArcGIS, GiSmartware avec NetGeo2, Star-Apic avec Elyx Aqua, G2C informatique avec sa gamme logicielle Cart@jour ou encore GeoConcept avec son outil du même nom, bénéficient directement de l'obligation faite aux communes d’établir un descriptif détaillé de leurs réseaux. Mais aussi de la nouvelle réglementation DT-DICT qui implique de pouvoir produire des plans de réseaux au 1/200 corps de rue, c’est-à-dire avec une incertitude maximale de 40 cm (classe A). « Une possibilité que ne permettent pas les outils de CAO qui cèdent peu à peu la place à des SIG » souligne Yann Le Yhuelic, Ingénieur Commercial Grands Comptes chez Esri. « Aujourd’hui, les besoins ne se limitent plus à une simple représentation du patrimoine. Il faut aussi pouvoir analyser le fonctionnement du réseau et interagir avec ses composants. Il est également très important de pouvoir intégrer le SIG dans le système d'information de la collectivité. Les SIG sont un outil qui permet d'exploiter la composante géographique du système d'information ».

Ils font donc entrer les réseaux d’eau, bien après les réseaux de gaz et d’électricité, dans l’ère de la géomatique. Mais la pression n’est pas que réglementaire. Plus simples à utiliser, plus conviviaux et facilement exploitables sur le terrain via une tablette ou un simple smartphone, ils s'intègrent également plus facilement dans les processus métiers des exploitants. Ils permettent par exemple d’optimiser la pose des appareils de détection de fuites, de simuler des coupures d'eau en listant les vannes à fermer, les abonnés touchés et les connexions incendie concernées, de calculer les étages de pression, de gérer les interventions terrain, etc.

L’offre d’Esri, qui représenterait plus de la moitié du marché, se décline autour du système ArcGIS dont une surcouche est dédiée aux réseaux de distribution d’eau. « L’outil qui se compose d’applications tournant autour des activités classiques des réseaux de distribution est conçu pour servir des données centralisées vers différents profils d’utilisateurs et différents types de plateformes ou de médias » explique Yann Le Yhuelic. Esri commercialise également depuis peu une nouvelle solution baptisée ArcGIS Online qui s’apparente à un portail géographique collaboratif. Conçu sous la forme d’un SaaS, les données publiées par les utilisateurs et hébergées par Esri peuvent être partagées avec d’autres catégories d’utilisateurs, voire même pour certaines d’entre-elles avec les abonnés. « L’avantage est de simplifier les infrastructures tout en favorisant le partage et la publication des données » souligne Yann Le Yhuelic.

De la même façon, les logiciels métiers Cart@jour XG de G2C informatique fournissent des contenus et des fonctionnalités dans des architectures SOA avec des web services. Les applications métiers Cart@jour sont donc interopérables, accessibles en mode web et également, en mode nomade sur des tablettes Windows ou Android. L’éditeur G2C informatique s’appuie sur l’expertise de sa société sœur G2C ingénierie, toutes deux filiales du groupe Altereo, pour la conception des outils experts dédiés à la gestion patrimoniale et aux performances des réseaux d'eau.

De son côté, Star-Apic s’efforce d’apporter aux gestionnaires et aux exploitants des outils performants qui répondent concrètement à leurs exigences métiers. Ainsi, dans le domaine de la gestion des réseaux d’eau et d’assainissement, Star-Apic propose la solution logicielle Elyx Aqua qui se démarque des SIG par les applications métiers à forte valeur ajoutée qu'elle apporte. Citons par exemple les méthodes et les applications permettant d’optimiser le rendement des réseaux en améliorant la recherche des fuites. Elyx Aqua permet dans un premier temps de secto-

... r iser le réseau, puis d’optimiser la pose des appareils de pré-localisation acoustique pour affiner la recherche des fuites. On peut, dès lors, collecter un ensemble d’informations issues de ces programmes d’écoutes : linéaire écouté, nombre d’appareils d’écoute, nombre de programmes par capteur, nombre d’écoutes de la zone, liste des fuites détectées, …

Reposant sur la suite Elyx, la solution Elyx Aqua offre en plus des applications métiers dédiées à l’eau et à l’assainissement, toutes les fonctionnalités de base attendues d’un SIG : de la simple consultation aux fonctions expertes de mise à jour topologique et de gestion des graphes.

Un autre secteur profite de l’évolution de la réglementation, celui de la détection des réseaux enterrés, nécessaire pour nourrir les SIG autant que pour satisfaire à la réglementation DT-DICT. L’acquisition des données peut être réalisée directement en 3D en intégrant la position GPS pour une meilleure implantation des résultats. Les équipements proposés se font polyvalents pour ausculter le sous-sol. Le géoradar Mala de TD Williamson France détecte tous types de canalisations quel que soit le type de matériau utilisé, grès, béton, PVC, PEHD, fibres optiques, etc. Décliné en trois versions différentes selon le niveau de fréquence, il permet aux utilisateurs d’opter pour la fréquence la mieux adaptée à leurs applications spécifiques. Ainsi, GrDF a-t-il privilégié les antennes 500 et 800 MHz pour une détection à moindre profondeur, assurant par ailleurs une résolution supérieure.

Très simple d’utilisation, compact, ergonomique, le géoradar Mala de TDW va aujourd’hui plus loin encore avec un système de géoréférencement grâce au couplage à un système GPS pour une visualisation parfaitement renseignée. Radiodétection, l’un des leaders du secteur, propose de son côté son tout nouveau Genny4, qui propose deux fréquences de sortie simultanées pour faciliter la localisation des câbles de petit diamètre comme ceux qu’emploient les télécommunications et les réseaux d’éclairage publics et les canalisations enterrées. Sewerin, Primayer et Hydreka commercialisent également des radars géophysiques simples mais performants qui permettent de cartographier en détail les réseaux en établissant un premier diagnostic. « Avec l’UtiliTrac et son nouvel affichage, vous obtenez une détection de réseau comme si vous aviez un œil sous terre, explique Maxime Kieffer chez Sewerin. Dès que vous êtes à proximité de la canalisation à localiser, une flèche indique la direction dans laquelle la canalisation se trouve. Quand vous … »

êtes sur la canalisation, celle-ci s'affiche en 3D et vous voyez immédiatement sa direction.

Le Matériel de Sondage (MDS) est, depuis plus de vingt ans, le spécialiste du géoradar en distribuant et intégrant les systèmes radar de marque GSSI, leader mondial de cette technologie depuis 40 ans. MDS a livré et assuré la formation de plus de 200 systèmes géoradar en France et dans les pays francophones. Le retour d’expériences terrain a permis, au fil des années, de construire de véritables formations dédiées à la détection des ouvrages enterrés, répondant à un besoin d’accompagnement technique sur cette technologie en plein essor.

Le géoradar Utilityscan DF de marque GSSI permet une géodétection simultanée des réseaux et branchements superficiels, grâce à son antenne haute fréquence 800 MHz, et des réseaux enterrés plus profondément (jusqu’à 3,5 mètres) grâce à son antenne 300 MHz.

Tous ces outils permettent de dresser un inventaire précis du patrimoine de la collectivité, mais pas d’en apprécier l’état ni d’en optimiser le fonctionnement. Pour optimiser le fonctionnement du réseau, réduire les fuites et hiérarchiser les actions à mettre en œuvre, il faut s’engager dans une démarche jadis considérée comme facultative mais devenue indispensable : la sectorisation du réseau.

Une démarche indispensable : la sectorisation du réseau

Sectoriser un réseau consiste à le décomposer en plusieurs sous-ensembles distincts sur lesquels les volumes mis en distribution sont mesurés et enregistrés en temps réel. « Cette subdivision ne répond pas à une méthodologie précise. Elle doit être réalisée au cas par cas en fonction du contexte local, souligne Alex Gaspar, Fuitexpert. La délimitation reviendra bien souvent à proposer des secteurs homogènes en fonction de critères tels que les mises en distribution, les étages de pression, l’urbanisation, les usages, la nature du réseau, etc. » Autrefois considérée comme facultative car com-

Matthieu Ponson, Directeur Général de Sogelink : « Les exploitants ont besoin d’outils pour répertorier, cartographier et codifier les réseaux existants ».

Depuis plusieurs années, Sogelink, leader de solutions logicielles et métiers appliquées aux chantiers, à proximité des réseaux et à l’organisation de l’espace public, propose dans son offre, des solutions à destination des collectivités locales, exploitants de réseaux, maîtres d'œuvre, maîtres d’ouvrage et exécutants de travaux. Rencontre avec Matthieu Ponson, Directeur Général de Sogelink qui revient sur le contexte réglementaire et les solutions SIG développées par sa société à destination des exploitants de réseaux.

L’Eau, L'Industrie, Les Nuisances : Pour Sogelink, quels sont les enjeux liés au développement de solutions SIG?

Matthieu Ponson : Les exploitants de réseaux ont toujours été au cœur des préoccupations de Sogelink. L’obligation de réaliser l'inventaire des réseaux d’eau est un enjeu important de ces prochaines années. Les exploitants ont besoin d’outils pour répertorier, cartographier et codifier les réseaux existants.

L’entrée en vigueur de la nouvelle réglementation DT-DICT le 1er juillet dernier nous a également confortés dans ce développement stratégique.

E.L.N. : Quelles sont les offres aujourd’hui proposées par Sogelink aux exploitants de réseaux?

M.P. : Nous nous adaptons au contexte réglementaire mais surtout aux besoins de nos clients, dans l’optique bien sûr de prévenir les dommages sur les ouvrages. Aussi, les solutions que nous proposons aux exploitants de réseaux sont de plus en plus diversifiées et personnalisées.

Notre solution phare DICT.fr est 100 % compatible réglementation DT-DICT et permet de gérer l'ensemble des obligations liées aux travaux à proximité des réseaux. De nombreux exploitants d’eau utilisent nos solutions dont les majors comme Veolia ou Saur et de nombreux syndicats.

Certains exploitants développent leurs propres solutions mais souhaitent toutefois pouvoir s'interfacer avec DICT. Par exemple, il y a deux ans, nous avons réalisé pour la Société des Eaux de Marseille une interconnexion avec leur propre SIG afin qu’elle puisse bénéficier du flux important de DT-DICT transitant via notre plateforme www.dict.fr. Grâce à cela, elle a pu automatiser et dématérialiser les réponses aux DICT qui lui étaient destinées.

Aujourd’hui, l'API Sogelink peut permettre à tout exploitant d’accéder au flux de chantiers à proximité de ses réseaux.

E.L.N. : Vous semblez vouloir vous diriger vers des solutions métier SIG...

M.P. : Tout à fait. C'est d’ailleurs une des priorités de l’année pour Sogelink. L’objectif est la mise en place de solutions métier simples et accessibles pour, entre autres, la gestion des réseaux d’eau.

À ce jour, nous avons développé un socle SIG en mode SaaS dans lequel nous proposons d’intégrer les couches des réseaux et les travaux à proximité ainsi que des outils métier sur mesure.

Nous avons aussi des solutions de délégation permettant à un exploitant de nous laisser migrer ses données (plans papier ou numériques) sur notre outil SIG en mode SaaS, ou encore de déposer sur le Guichet numérique ses zones d'implantation.

E.L.N. : Quels sont les projets en cours et futurs?

M.P. : Nous sommes en train d’élargir nos prestations et bientôt nous aurons la possibilité de proposer des services de relevés topographiques de réseaux partout en France.

Tout cela viendra s’ajouter aux solutions pour la gestion des DT-DICT et des solutions SIG déjà existantes chez Sogelink.

Complexe dans sa mise en œuvre comme dans l'exploitation de ses résultats, la sectorisation s’est banalisée au fur à mesure qu’apparaissaient de nouveaux équipements adaptés à cette démarche. En débitmétrie, l’apparition d’appareils autonomes et communicants a considérablement simplifié la sectorisation. Le Promag 800 d'Endress+Hauser intègre par exemple tout ce qui est nécessaire à une sectorisation réussie : électronique, piles, enregistreur et modem GSM/GPRS, ce qui permet de transmettre les données par e-mail ou SMS. La fréquence de mesure automatique est ajustée en fonction des variations de débit : plus besoin de choisir entre précision et durée de vie des piles. Il peut aussi être interrogé à distance et sans fil pour les besoins de maintenance. AquaMaster 3 d’ABB propose en option une mesure de pression. Les solutions portables progressent également. La sonde à insertion Hydrins2 mini d’Hydreka (bidirectionnelle, de 0,02 m/s à 5 m/s) s’adapte à toute mesure sur des canalisations en charge jusqu’à 70 mm. Elle peut être autonome ou raccordée à un poste local de télégestion.

Quant au PrimeProbe2 de Primayer, il peut fonctionner dans une eau présentant une conductivité de seulement 5 µs/cm. Les ultrasons suivent le mouvement. Le débitmètre UF 801P d'Ultraflux, capable de mémoriser jusqu’à 11 sites différents, permet d’abaisser les coûts des points de mesure.

Autre avancée qui simplifie grandement la sectorisation, la télérelève les informations provenant de compteurs ou de débitmètres via des dataloggers GSM/GPRS conçus pour résister à l'environnement particulièrement sévère des regards et qui permettent d’avoir une vision permanente et à distance des volumes d’eau transitant au sein des différents secteurs du réseau. Avec sa gamme LS, Lacroix Sofrel propose des postes de sectorisation, autonomes jusqu’à 10 ans, étanches IP68, équipés d'une antenne hautes performances, communicants GSM/GPRS et facilement configurables par liaison Bluetooth. Ils se distinguent par la qualité de leur antenne et leur autonomie longue durée. De son côté, Perax a présenté à Pollutec 2012 son nouveau datalogger conçu pour la télérelève de compteurs et pressions sur sites isolés grâce à son extrême compacité et à son protocole auto-adaptatif GPRS/SMS.

Rendement des réseaux d’eau potable : la problématique des réseaux surpressés

Les réseaux d'eau potable peuvent être équipés de systèmes de surpression de manière à assurer une pression constante et suffisante aux robinets des usagers, quelle que soit la demande. Toutefois, il est important de rappeler que les réseaux d'eau potable surpressés, indispensables dans bien des cas, sont soumis à des contraintes particulières pouvant impacter leur rendement.

En effet, les démarrages et arrêts successifs des pompes de surpression entraînent des variations rapides de pression, qui peuvent parfois se traduire par des coups de bélier avec pour conséquence plus ou moins rapide des ruptures de canalisation sur le réseau surpressé. L'installation de surpresseurs à vitesse variable permet de diminuer fortement ces phénomènes de rupture de canalisation. Si la variation de fréquence n’est pas en soi une solution contre les coups de bélier, elle permet d’avoir un fonctionnement beaucoup plus souple.

Le mode de régulation particulier de l'Hydrovar®, variateur de fréquence intégré de Xylem Water Solutions, permet un arrêt progressif dès que la consommation est nulle sur le réseau. Simple à utiliser, il constitue également un système de contrôle intelligent capable d’adapter avec précision les besoins.

La possibilité d’avoir une modulation de la pression de consigne en fonction des horaires, par exemple la nuit, est une fonction de l'Hydrovar® particulièrement intéressante, vu que les volumes de fuites d’eau sont d’autant plus élevés que la pression est forte dans le réseau.

Enfin, l'Hydrovar® peut fonctionner sans stabilisateur de pression en amont du surpresseur. Dans ces conditions, on profite pleinement de la pression du réseau, ce qui limite les accessoires hydrauliques et permet également de limiter la consommation énergétique des pompes.

L'utilisation de la vitesse variable dans les applications de surpression nécessite quelques précautions dans la sélection du matériel et du mode de fonctionnement. La détermination d'une pression de consigne juste est primordiale. Une pression trop élevée peut entraîner des risques de fuites plus importants sur le réseau et une hausse de la consommation électrique, sans réel bénéfice pour le client. À contrario, le maintien d'une pression minimale, répondant aux besoins de l'installation, permettra de minimiser les fuites dans les canalisations et maximiser les économies d'énergie.

Ainsi, la variation de vitesse pour les réseaux d’eau potable avec système de surpression permet, non seulement d'optimiser le rendement énergétique des installations, mais également de contribuer à l'amélioration du rendement global des réseaux de distribution.

La sectorisation acoustique : une révolution en matière de détection des fuites

La sectorisation acoustique est le fruit d'une double évolution. Celle d’une pratique tout d’abord, la prélocalisation acoustique traditionnelle, qui a consisté jusqu’au début des années 2000 à poser des loggers de bruit sur un tronçon du réseau pendant une nuit ou deux pour prélocaliser les fuites. Et celle du développement de ces loggers qui sont devenus tout à la fois communicants et meilleur marché, ce qui a permis de les poser en grand nombre et à demeure.

L’analyse des données, en portant non plus sur la valeur de référence d’un bruit mais également sur son évolution dans le temps, a gagné en fiabilité. La rapidité de réaction du personnel d’exploitation s’en est également trouvée raccourcie. Du coup, et grâce à cette méthode, beaucoup de collectivités ont pu améliorer leur rendement brut d'une dizaine de points en l’espace d'une ou deux années seulement ! La Communauté urbaine de Bordeaux qui l'a mis en œuvre en 2009 (150 capteurs SePem GSM) a ainsi multiplié par trois le nombre de fuites non visibles détectées par rapport à l'année précédente. Le volume récupéré est estimé à 400 000 m³ environ.

Ils ont également gagné en qualité. Pierre Mellac, dirigeant-fondateur du S.E.T.E.C, société spécialisée dans la prestation de service, travaille dans le domaine de la détection des fuites depuis une quinzaine d’années. Il explique : « La qualité acoustique de ces appareils s'est beaucoup améliorée, de même que la simplicité de leur mise en œuvre et la rapidité de leur programmation, ce qui contribue à l'intérêt d'un déploiement mobile ou fixe. »

Mais la définition d’une méthodologie rigoureuse s'impose. « Même s’il n’existe pas de méthode universelle transposable d’un réseau à un autre, une démarche logique de prélocalisation des fuites passe d'abord par la réalisation de campagnes mobiles qui permettent d'abaisser... »

le niveau général de bruit du réseau en améliorant le rendement » indique Pierre Mellac. « Dans un second temps, les collectivités ont tendance à s'orienter vers un maintien des performances du réseau et c'est là qu’intervient l’intérêt des pré-localisateurs fixes ». Le S.E.TE.C a été le premier prestataire en France à proposer aux communes un contrat de prélocalisation fixe, même si, par nature, ses activités s’orientent plutôt vers les campagnes mobiles. « Ce contrat présente l’avantage de détecter les fuites très tôt » fait valoir Pierre Mellac.

Beaucoup de distributeurs se sont donc équipés. L’offre s’est logiquement étoffée au fur à mesure que les appels d’offres des collectivités se sont multipliés. Ces matériels se distinguent par leur autonomie, la sensibilité de leurs capteurs et le mode de télérélève des informations collectées. Compact, étanche IP68, bénéficiant d'une autonomie de 4 ans, le SePem® 01 GSM de Sewerin s’adapte à toutes les bouches à clé. Ortomat MT de VonRoll Hydro, N3 ou NP de SebaKMT, Phocus HR de Primayer, Permalog + et Permanet SMS chez Hydreka, LeakTEK-100 de Ponsel font partie des matériels les plus répandus. Les services associés se développent également. De son côté, Gutermann vient d’introduire en France le Zonescan.Net® : une solution de contrôle en continu qui repose sur le déploiement permanent d’enregistreurs acoustiques sur le réseau. Les échantillons sonores sont enregistrés tous les soirs et envoyés par radio à un concentrateur (ALPHA) puis transférés via un modem GPRS directement aux serveurs de Gutermann. Le logiciel en ligne Zonescan.Net® procède à une analyse automatique des bruits (fréquences, niveau de bruit) et corrélation des échantillons sonores et fournit des résultats dans la matinée. Les fuites sont ensuite indiquées et mises en évidence sur la plate-forme Google Maps®. L’opérateur peut se connecter à cette plate-forme avec son propre compte sur Internet pour relever les indications de niveau de fuite, corrélations et générer des rapports d’inspection ou des travaux de réparation directement depuis son bureau sans investissement lourd.

Sans localiser très précisément la fuite, ces dispositifs, dans leur ensemble, sont simples, faciles et économiques à exploiter. « Ils permettent de gagner considérablement en efficacité tout en allégeant l’étape suivante, celle de la corrélation acoustique qui, du coup, nécessite moins de personnels » souligne Pierre Mellac, du S.E.TE.C. « À ce titre, ils sont un élément clé de toute démarche d’amélioration du rendement sans pour autant se substituer à une localisation précise finale, sur le terrain ».

Xstream de Primayer est une variante du Xilog+ qui permet de suivre, via un simple navigateur Internet, en temps réel et à distance, les données d'un réseau telles que le débit instantané et les variations de pression.

Grâce à son acquisition et à son affichage instantané des valeurs de débit, le Xilog 2 Xstream permet de régler les réducteurs et modulateurs de pression et une sectorisation par manœuvre de vannes avec une saisie de commentaires. De ce fait, il peut être mis en œuvre pour détecter rapidement les secteurs fuyards d'un réseau grâce au suivi des valeurs débit/pression en simultané lors des manipulations de vannes. Sa mise en œuvre, très sûre, est aussi très simple.

Un autre équipement participe désormais activement à l’optimisation du rendement du réseau : le compteur.

Le compteur : un élément clé du réseau

Autrefois cantonné à la simple fonction de comptage, le compteur, en devenant autonome, communicant et plus précis, est devenu l’élément central d'un réseau d’eau potable instrumenté. Les solutions AMI-AMR proposées par Elster, Itron ou encore Sensus confèrent aux exploitants une meilleure maîtrise de la distribution et de la facturation en ouvrant la voie au “Smart Metering”, le comptage intelligent, première brique des “Smart Water Networks” – ces réseaux d’eau intelligents « dont le marché est évalué, dans le monde, à 7,8 milliards de dollars d’ici 2020 », selon Michel Jacquet, directeur commercial de Sensus France, qui cite une étude récente. « Un réseau d'eau intelligent peut se définir comme un ensemble intégré de produits, solutions et systèmes permettant aux distributeurs de contrôler et diagnostiquer les problèmes, de prioriser et gérer les opérations de maintenance, continuellement et à distance, et d'utiliser les données fournies pour optimiser tous les aspects de la performance du réseau de distribution de l'eau. »

explique-t-il. « En réduisant les fuites et en optimisant la performance des réseaux d'eau potable, les systèmes que nous proposons aujourd'hui et qui constituent une passerelle vers les réseaux d’eau intelligents doivent contribuer à l'amélioration du taux de rendement des réseaux, pour atteindre, en France, l’objectif de 15 % fixé par Grenelle 2 ». Selon une enquête commandée par Sensus et publiée fin 2012, les réseaux d'eau intelligents pourraient permettre aux distributeurs d’eau du monde entier de réaliser des économies de l’ordre de 12,5 milliards de dollars (USD) par an. Une manne qui pourrait permettre de rénover les réseaux tout en contenant la hausse du prix de l'eau.

Pour l'heure, les différents opérateurs affinent leurs solutions. Sensus autour de son compteur statique iPERL conçu pour constituer l’élément clé d'un système global intelligent. Itron autour de sa solution Everblu® qui regroupe une gamme intégrée d’équipements allant du compteur à l’exploitation des données télérelevées en passant par les équipements de communication. Itron propose depuis peu sa solution de supervision WaterMind accompagnée de services d’hébergements (logiciels et données) et mise à disposition des informations sur portail Web permettant aux gestionnaires de l'eau de se concentrer sur leur cœur de métier. Cette nouvelle approche facilite le suivi d’exploitation du réseau notamment en terme de dimensionnement des compteurs, donc de rendement, en ciblant en priorité les postes de grosses consommations, sans aucun investissement d’infrastructure informatique supplémentaire. Sappel (groupe Diehl Metering) autour de son compteur à ultrasons Hydrus équipé d’une radio intégrée compatible avec le réseau radio multi-énergies Izar. Elster autour de sa solution fixe ou mobile Emeris®. L’objectif premier est d'offrir aux exploitants les moyens d’optimiser la gestion de leurs infrastructures. Arad, distribué en France par Polier Water, propose de son côté un package orienté vers la sectorisation et composé d’un compteur (Octave®), d'un module de communication GPRS (Dialog 3G) et un software permettant d’exploiter les données de sectorisation.

Le compteur-débitmètre Octave fonctionne grâce à la technologie brevetée “Sing Around”, fondée sur le principe de la mesure du temps de transit d’ondes à ultrasons. Octave effectue 100 cycles de mesure chaque seconde et détermine le volume et le débit d’eau qui s'écoule dans la canalisation. Il ne comporte pas de pièce mobile et se pose sans longueur droite amont/aval. « Octave est une solution très performante pour sectoriser un réseau d'eau potable. Il est très précis, autonome et peut s’intégrer dans n’importe quel système de télérelève grâce à sa sortie à impulsion paramétrable », explique Loïc Charron, directeur de Polier Water.

Les distributeurs, via leurs filiales dédiées, m2ocity pour Veolia Eau et Ondeo Systems pour Suez Environnement, travaillent également activement sur le sujet. m2ocity, filiale de Veolia Eau et d’Orange, propose par exemple un service de télérelevé qui repose sur le déploiement d’une solution de communication radio permettant de fédérer les différents composants d'un réseau (débitmètres sectoriels, prélocalisateurs acoustiques, dataloggers, compteurs, etc.). « Elle est ouverte à tous les acteurs, qu’ils soient opérateurs privés, régies publiques ou même gestionnaires de bâtiments. Le service, qui se présente sous la forme d’un SAAS, est dissocié du service de l'eau » précise Pierre-Yves Senghor, directeur marketing de m2ocity.

« Notre rôle consiste à transporter les informations recueillies auprès des instruments communicants puis à les restituer dans le cadre d’un portail Web dédié sans effectuer de traitement sur ces données ».

A priori, ce service semble assez proche des solutions AMI proposées par les fabricants de compteurs.

« Il s'en distingue assez nettement sur deux caractéristiques : l'ouverture et l’interopérabilité » précise cependant Pierre-Yves Senghor.

« L’ouverture, car notre solution, qui n’est pas verticale, ne se rattache pas uniquement à un type d’équipement ou à une catégorie d’objets mais à un territoire.

L'interopérabilité car il est possible de l’exploiter pour différents types de compteurs, quelle que soit leur marque, voire différents types d’équipements bien au-delà du seul compteur et au-delà même du réseau d'eau potable au sein du territoire couvert.

Ce service qui permet aux collectivités de conserver leur liberté en matière d’investissement et d’approvisionnement leur donne également la possibilité de valoriser leur territoire en proposant à tous les acteurs d’un territoire de bénéficier de la plateforme m2oconnect pour développer de nouveaux services intelligents ».

Le modèle économique est donc assez différent de celui proposé par les opérateurs.

Une chaire industrielle et internationale sur les réseaux urbains intelligents

Pour développer et promouvoir les technologies permettant de rendre les réseaux « intelligents », un partenariat entre recherche et monde industriel est indispensable. L’Université Lille 1 – Sciences et Technologies, le Centre d’innovation des technologies sans contact (CITC – EuraRFID) et Eaux du Nord se sont donc associés autour de la mise en place d’une chaire industrielle « Réseaux urbains intelligents – Eau » rattachée au Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement. Confiée à un expert international, le Professeur Ilan Juran, elle a pour but de créer une dynamique scientifique, technologique et de partenariat avec les collectivités et les acteurs économiques autour du concept de la ville intelligente, et en particulier les réseaux d’eau intelligents.

La chaire industrielle « Réseaux Urbains Intelligents – Eau » s’inscrit dans le cadre du développement d’un pôle de génie urbain et géo-Environnement portant sur le concept de la « Ville intelligente ». Le projet SUNRISE « Réseaux urbains intelligents pour le développement durable » propose notamment la création d’un site pilote européen sur le campus de l’Université. Ses 110 hectares, ses constructions sur près de 300 000 m², ses 23 000 usagers et près de 70 km de réseaux urbains seront mis à profit pour mener des expérimentations visant à instrumenter les réseaux par différents types de capteurs pour suivre en temps réel les flux et la qualité des fluides dans les réseaux.

Au cœur de ce projet, la problématique de l’eau y constitue un volet important. L’enjeu sera d’imaginer des solutions pour un réseau plus sécurisé et performant (repérage automatique des pollutions, réduction en amont des pertes d’eau…) ainsi qu’une responsabilisation plus forte des usagers quant à cette ressource rare et précieuse. Développement d’applications et tests en grandeur réelle permettront de faire progresser la science et les technologies. La Cité scientifique et ses 12 km de réseaux d’eau constituent par ailleurs un terrain d’expérimentation idéal pour tester, développer et évaluer des solutions innovantes pour les réseaux de distribution d’eau. Un travail est en cours pour faire de ce site un démonstrateur européen des Réseaux d’Eau Intelligents.

En assurant une visibilité accrue du territoire métropolitain, cette chaire facilitera la mise en place de projets de recherche et de formation, attirant de ce fait davantage d’étudiants, de chercheurs, d’entreprises innovantes et… de financements. Cette chaire doit permettre de créer un effet cluster. Bureaux d’ingénierie, entreprises, gestionnaires de réseaux, collectivités, agences de développement, agences internationales, laboratoires de recherche… seront mobilisés autour de projets innovants. Un consortium européen réunissant universités et leaders européens de l’industrie de l’eau est d’ailleurs en cours de création.

Le réseau national de télérelevé de m2ocity peut être commercialisé sur le territoire en mutualisant les coûts auprès de tous les acteurs intéressés : électricité, gaz, gestionnaires de bâtiments, services de la ville, etc. Le réseau de télérelevé devient alors un réseau à part entière, au service de la Ville et s’intègre bien dans une démarche d’aménagement du territoire.

Pour l’instant, m2ocity annonce avoir franchi en France le cap de 600 000 objets communicants raccordés dans le cadre de ses contrats de délégation ou directement pour le compte de régies municipales. Mis en œuvre par Veolia Eau sur la Communauté d’agglomération de Beaune Côte et Sud, la solution (pose de Phocus IIR de Primayer en couverture intégrale du centre-ville) a permis au réseau d’eau potable de la ville de Beaune de voir son rendement passer de 68,2 % en 2010 à 78,7 % en 2011.

Elle est également en cours de déploiement sur le territoire géré par la Communauté de l’agglomération havraise (CODAH).

Près de 100 000 compteurs sont concernés par ce programme qui doit s’étaler sur quatre années.

De son côté, Ondeo Systems est en train d’équiper en technologie de télérelève les 250 000 compteurs d’eau des habitants de l’île de Malte.