À la portée des collectivités, les outils de télégestion et de supervision investissent désormais les petites stations de traitement des eaux usées. Reposant sur l'automatisation des installations, ces produits mettent en ?uvre les technologies de l'informatique, de l'électronique et des télécommunications pour assurer un contrôle à distance d'installations techniques géographiquement réparties ou isolées. Ainsi, les équipements sont optimisés et mieux maintenus. Conséquence : le service offert par l'exploitant est de meilleure qualité, malgré les contraintes liées au manque de moyens et de personnel.
Réalisé par , Technoscope
Source précieuse s'il en est, l’eau réclame une gestion d’autant plus rigoureuse que la population et la demande en eau augmentent. Dans un contexte réglementaire très contraignant, la réflexion qui incombe aux décideurs pour orienter convenablement les choix des “petites collectivités” s’avère par conséquent complexe.
Gérer un territoire très vaste et exploiter de nombreux ouvrages disséminés géographiquement. Or ces collectivités, souvent rurales, ne disposent ni d'un budget important ni de personnel spécialisé, mais cherchent à concilier efficacité et optimisation des coûts dans l'exploitation de leur station de traitement des eaux usées (Step). Afin de résoudre cette équation, certaines d’entre elles misent aujourd'hui sur l’automatisation de leurs installations. « Seule la moitié des stations est concernée par ces évolutions technologiques, nuance toutefois Jean-Marie Laurendeau, chef de marché chez Lacroix Sofrel. Les procédés d’automatisation suscitent un intérêt certain pour nombre d’exploitants de stations se situant dans la partie haute des volumes traités, utilisant généralement le procédé boues activées en aération prolongée. Dans la tranche de 3 000 à 5 000 E.H., l’automatisation est presque systématique et tend aujourd'hui à se développer dans la tranche inférieure de 1 000 à 3 000 E.H.. En revanche, le lagunage, très développé dans les petites communes rurales en raison de sa rusticité et de performances d'épuration honorables, n’est pas concerné par ces évolutions ».
Vers une automatisation de plus en plus poussée
L’atout premier de l’automatisation est de supprimer nombre de tâches répétitives, en installant des automates sur certains éléments de manœuvre. Toutes les étapes du procédé de traitement sont concernées. Pour le relevage des eaux brutes par exemple, l’action sur les pompes repose généralement sur un capteur TOR (tout ou rien) gérant le niveau de bâche. Le pompage se déclenche sur une marche à niveau haut et s’arrête au niveau bas, avec permutation cyclique des pompes à chaque démarrage. Pour le dégrillage, l’action sur le grappin peut s’effectuer par mesure différentielle en fonction des débits. En ce qui concerne l’aération des boues, l’action sur les aérateurs est fonction de valeurs de consigne de marche-arrêt par rapport à des seuils. Autant de dispositifs à piloter relativement simples, qui font parfois l’objet de solutions clés en main proposées par des fournisseurs tels que Prisma Automation qui propose toute une gamme de capteurs et transmetteurs de température, de débit, de pression, d’instruments de tableaux, de vannes de régulation, jusqu’aux systèmes de supervision et d'automatisation de procédés et aux systèmes Scada.
Plus spécifique, dans le domaine du pompage et de l'agitation, Flygt commercialise par exemple des systèmes de télégestion incluant le matériel, c’est-à-dire les unités de télégestion, les capteurs, les équipements électriques de démarrage et les câbles, mais également les logiciels nécessaires au fonctionnement du système. Le logiciel de télégestion proposé, AquaView, est un superviseur de type Scada. Ces systèmes servent en général à gérer et à contrôler des applications telles que le traitement d'eaux usées, le pompage d'eaux usées et d'assainissement et l'agitation. Salmson pro-
Pose de son côté une armoire de commande et de protection dotée d'une option télégestion et/ou télésurveillance qui trouve l’essentiel de ses applications en relevage d’eaux usées et de pluviales. Elle permet de visualiser à distance le bon fonctionnement du process mais aussi des pompes. Le mode de communication s’appuie sur le RTC ou le GSM.
Patrick Covain est chargé des applications télégestion chez Salmson. Il explique : « Cette armoire est conçue sur mesure en fonction du cahier des charges qui nous est soumis. L’exploitant peut donc choisir en toute liberté les données et les dispositifs de contrôle dont il a besoin, nous nous chargeons ensuite de la concevoir en fonction de ses demandes ». Un outil logiciel est fourni qui permet de superviser le bon fonctionnement des pompes et du process, mais l’application peut également, à la demande de l’exploitant et en fonction des outils dont il est équipé, être redirigée vers un outil de type PCWin de chez Sofrel ou Arlequin de chez Perax.
À côté de ces solutions spécifiques, il peut être opposé une approche globale pour gérer et surveiller l'ensemble de la station.
Surveiller l'ensemble de la station
L’automatisation centralisée permet la collecte et le stockage des données du process de traitement recueillies par les capteurs, lorsqu’elle est associée à des liaisons intelligentes multi-protocoles. Dans cette approche, le contrôle est réalisé depuis un poste central ou un poste dédié en local. Cette configuration supporte la gestion de plusieurs entrées/sorties. Un logiciel de supervision réalise alors la création des courbes de tendance et fournit des indicateurs d’état des paramètres clés du process. Il visualise aussi chaque étape du traitement au travers de vues animées qui alertent en cas d'anomalie de fonctionnement.
« À tout moment, l’opérateur connaît tous les événements de l’installation », indique Gilles Nguyen, responsable marketing chez Codra. « L’autosurveillance, qui constitue une obligation légale à laquelle le Satese apporte son soutien, devient enfin réalité ». Chez Codra, c’est le logiciel Panorama développé en collaboration avec le CEA, qui assure ces fonctions de suivi et de contrôle des stations d’épuration, notamment la nouvelle version Panorama E*, capable de prendre en charge plusieurs nouvelles spécificités telles que la mise en œuvre d’architectures multi-niveaux, l’automatisation du développement des applications ou encore l'intégration au sein même du système d'information des exploitants. Une fois les informations acquises, Panorama traite les données du terrain pour les redistribuer sur un réseau TCP/IP au poste central. Les informations utiles au suivi et à la conduite du procédé en temps réel sont ensuite affichées sous forme synoptique. De plus, le logiciel assure la consignation des informations dans une base de données relationnelles.
Arc Informatique propose de son côté PcVue, une génération de superviseurs caractérisés par une ergonomie soignée et des outils reposant sur la technologie objet permettant de réduire et d’optimiser les développements des applications. PcVue répond aux contraintes de simples applications monoposte, mais également d'applications clients-serveurs intégrant des processus de redondance et de sécurité. Il offre une solution de “client léger” avec le logiciel WebVue, évoluant au sein d'un simple navigateur que ce soit sur Intranet ou via Internet avec les contrôles et les sécurités requis.
Wizcon Supervisor, proposé par Wizcon Systems, dispose de nombreuses références.
Dans le domaine de l'eau – eau potable, assainissement, réseaux, canaux d'irrigation et de navigation – qui représentent environ un tiers de son activité globale, soit plus de 60 000 licences vendues dans le monde. Associé au WLC, il garantit une bonne évolutivité dans le cas d'une gestion centralisée d'ouvrages plus complexe ou d'un réseau de plusieurs installations. Le WLC (Wireless Logic Controller) crée de nouveaux débouchés en matière de télégestion des ouvrages : c'est le premier automate programmable sans fil intégrant le logiciel d’automatisme normalisé CoDeSys. Le WLC combine trois fonctions, intégrées en un seul boîtier compact : un modem data GSM/GPRS, une passerelle et un automate programmable. L'intégration en facilite l'installation et garantit la fiabilité du système. L'innovation réside dans le script softlogic gérant la boucle de contrôle local du WLC qui est programmable à distance « par les airs » ; ce script CoDeSys est basé sur la norme CEI 61131-3, lui garantissant la compatibilité avec les équipements sur le terrain, qu'ils soient déjà en place ou neufs. Ceci permet une plus grande flexibilité, à budget réduit, puisqu'il devient possible de mélanger les marques et modèles. On contrôle donc en toute transparence tous les équipements fabriqués par les 180 membres de la CoDeSys Automation Alliance.
Chez Biosystèmes, c’est le logiciel FLOEE qui est proposé. Son point fort est d’automatiser toute la chaîne du traitement des données, depuis le capteur de mesure jusqu'au rapport au format SANDRE en passant par la maintenance préventive des équipements. FLOEE apporte pour chacune des étapes (collecte, visualisation, alarme, astreinte, bilans, archivage) une solution simple aussi bien dans sa mise en œuvre que dans son utilisation. Il est en outre capable d’optimiser les process des stations d’épuration de 3 000 à 120 000 EH et de télégérer le réseau d'assainissement ou d'eau potable de la collectivité.
Doté d'une mise en œuvre simplifiée grâce à un assistant de paramétrage, le logiciel Topkapi, développé par Aréal, permet une installation rapide par des opérateurs n’ayant aucune connaissance initiale du produit. Les opérateurs, en configurant eux-mêmes leurs applications, tirent ainsi le maximum des fonctionnalités qui correspondent exactement à leurs besoins, avec la possibilité de les faire évoluer simplement.
Couvrant tous les besoins usuels de la supervision, des procédés discontinus aux procédés continus, Topkapi s’affiche comme le seul logiciel indépendant de supervision de grande diffusion à proposer le dialogue direct via modem au protocole SofBus PL, ce qui rend l'ensemble du système plus facile à configurer.
Bien entendu, tous ces outils se doivent d’être évolutifs afin de suivre les évolutions des ouvrages et de leurs modes d’exploitation. « Avec le développement des moyens modernes de communication sur Internet, les collectivités de petite taille se regroupent pour mutualiser l'usage d'un outil de supervision et faire des économies d'échelle. C'est à nous d'accompagner les utilisateurs et d'adapter nos outils à ces »
« Nouveaux besoins », insiste Pierre La Marle, Pdg d’Aréal. D’où la nécessité d’une véritable standardisation des process et des solutions d’automatisation qui vont avec. Dans ce domaine, la France est toutefois en avance, du fait notamment de la privatisation précoce du secteur de l’eau, qui avait poussé l’ensemble des acteurs à se coordonner entre eux.
Mais conscients de la prolifération de réponses parfois trop complexes apportées ces dernières années par les technologies d’automatismes et de l’informatique de supervision, les fabricants de solutions de télégestion choisissent de privilégier des outils simples et complets qui conviennent bien aux petites collectivités.
Modularité, simplicité et évolutivité
Conçus pour être mis en service par des non-informaticiens ou non-automaticiens, ces produits s’efforcent de répondre aux critères de souplesse d’utilisation, de flexibilité et d’évolutivité pour garantir une mise en œuvre rapide et peu coûteuse. Sofrel propose ainsi PCWin, un poste central de télégestion fonctionnant sous environnement Windows. Entièrement conçu et développé en langage objet, PCWin est un logiciel multitâche, 32 bits, client/serveur et multimédia proposant de nombreuses fonctions : synoptiques graphiques multimédia, gestion totalement intégrée d’Excel (tableaux, courbes…), base de données, report d’alarmes, serveur Web… Utilisé par de nombreux syndicats intercommunaux et communautés de communes (voir à ce sujet EIN n° 301) PCWin permet de centraliser l’ensemble des informations provenant de postes locaux de télégestion assurant ainsi un premier niveau de supervision très apprécié des exploitants pour sa simplicité et sa modularité. PCWin, en tant que serveur OPC, offre une compatibilité avec les superviseurs industriels, ce qui en fait un poste de télégestion ouvert au monde de la supervision.
Wit propose de son côté deux solutions de supervision. E@sy-pilot est une solution de supervision graphique et conviviale qui permet de piloter un parc de sites techniques à partir d’un navigateur web avec un contrôle systématique des sessions. Entièrement web au niveau exploitation et paramétrage, il va permettre, avec une seule licence logicielle, à plusieurs utilisateurs d’accéder aux données depuis n’importe quel ordinateur, via un simple navigateur web, en local et à distance. Autre solution, Pilote Plug & Play, un superviseur convivial et ergonomique développé pour la gestion de 5 à 100 sites. Ne nécessitant pas de connaissance informatique particulière, sa mise en œuvre est simple et rapide. Pilote Plug & Play s’adresse aux utilisateurs de télégestion Wit. Il permet la supervision de l’ensemble des gammes Force, Clip et TwinY.
Chez Perax, c’est la suite logicielle « Arlequin » qui assure les fonctions de poste central pour l’exploitation des réseaux d’automates et enregistreurs de données. Le module d’extension « Arlequin_Web » permet d’assurer son exploitation depuis un nombre illimité de postes clients équipés d’un navigateur web sur réseau privé intranet ou public internet. « La supervision offre désormais aux collectivités la possibilité de connaître avec précision la nature et les caractéristiques des effluents déversés dans le réseau d’assainissement collectif afin d’évaluer la capacité de traitement de la STEP, indique Alain Cruzalebes, Pdg de Perax, société commercialisant des automates de télégestion, notamment la gamme P400xi, intégrant Ethernet en natif. Les volumes et la charge de pollution doivent en effet rester compatibles avec le dimensionnement de l’installation de traitement pour éviter tout rejet intempestif. » Cette meilleure gestion du traitement d’épuration permet de mettre en place des mesures et des régulations complémentaires – fonctionnement en modes de marche dégradés automatiques par exemple – pour améliorer la qualité du traitement.
Prisma Automation
Le système de supervision WebAccess de Prisma Automation est un outil à la fois puissant et simple à exploiter et à configurer. Il intègre également des standards de télécommunications (SOAP, XML) permettant la remontée des données dans des applications bureautiques ou des systèmes d'information pour la détection de fuites. Il peut être consulté et paramétré localement ou à distance avec un ordinateur de poche ou un PDA communicant, ces équipements devenant aujourd'hui les outils d'exploitation des techniciens de maintenance itinérants.
De plus, les coûts énergétiques peuvent être rationalisés en fonction des tarifs horaires d'électricité, en remplissant par exemple les réservoirs la nuit. Ce sera le rôle de l'automate PXIEDF de Perax, dont la commercialisation est annoncée pour Pollutec 2008. Cet équipement aura pour mission d’analyser la consommation d’énergie de la station afin de l'adapter aux tranches horaires et de profiter ainsi des tarifs de nuit avantageux.
« Sur les petites stations, un même matériel assure généralement l'ensemble des fonctions : automatisme, supervision et télégestion », explique José Chaves, directeur commercial chez Napac. Cette société développe la solution Rio Phenix, qui intègre dans le même produit les trois éléments clés du télécontrôle industriel : télécommunications, supervision graphique et automatismes.
Grâce à ses trois liaisons série, son port Ethernet et son support “socket” intégrés, Rio Phenix est multi-communiquant, depuis le bus de terrain jusqu’au système d'information d’une application multisites. L'exploitation des données est centralisée par le superviseur Kerwin, sur réseau Internet/Intranet, et accessible à tous les services concernés dans l'entreprise.
Plusieurs autres constructeurs commercialisent des configurations sensiblement analogues. Développé par Schneider Electric, WG@de offre aux exploitants un accès facile aux informations concernant les installations grâce aux moyens de communication (téléphone, GSM/GPRS, radio) et à l’utilisation d'Internet.
