Architecture Réseaux

Le numérique au service des usagers

Grâce aux nouvelles technologies, les données sur les canalisations gagnent en finesse.

C ‘est une vérité que le fameux seigneur de La Palice aurait pu affirmer en son temps : les réseaux enterrés se trouvent… sous terre. Problème que connaissent bien aujourd’hui leurs exploitants : savoir où ils se situent avec exactitude et ce qui y passe relève parfois de la gageure. A fortiori quand, comme en ce début de XXIe siècle, les réseaux – secs comme humides – se diversifient, se multiplient et, par conséquent, se complexifient, du fait notamment d’un développement économique – et donc urbanistique – croissant, pour ne pas dire, par endroits, anarchique. En France, par exemple, le réseau d’eau potable s’élève à 900 000 km linéaires et celui des eaux usées à 337 000 km. Pour rationaliser au maximum la gestion de cet enchevêtrement quasi inextricable que sont devenues les canalisations souterraines, les nouvelles technologies numériques (1) s’imposent progressivement.

Logique de rupture, rupture de logique. « Les réseaux dits intelligents, apparus dans les années 1990 avec la télérelève des compteurs d’eau, sont des réseaux avant tout communicants, dotés de capteurs qui assurent la remontée d’une quantité toujours plus importante de données, lesquelles sont ensuite traitées et suivies sur des applications dédiées. Les informations ainsi obtenues permettent aux opérationnels de mieux surveiller, analyser et tracer l’activité de leurs réseaux au quotidien, et donc, in fine , d’en optimiser le rendement et d’améliorer les services fournis aux usagers », résume Sébastien Paganini, chargé de mission réseaux intelligents pour le groupe Sade.

Depuis les lois Grenelle 1 et 2 publiées le 3 août 2009 et le 12 juillet 2010, les gestionnaires de réseaux d’eau sont tenus de connaître plus finement leur patrimoine – et son fonctionnement – et d’en améliorer l’efficience, en proposant notamment un plan d’actions d’amélioration au regard des nouvelles informations recueillies. Pour y parvenir, tout un éventail d’outils technologiques – du hardware au software – est ainsi mobilisé : des capteurs et des sondes multiparamètres, des puces RFID, des systèmes d’exploitation et d’information géographiques, et même désormais des nanotechnologies…

Plus qu’une logique de rupture technologique, la tendance à la numérisation des réseaux illustre « une rupture de logique », pour reprendre l’expression de Jean-Philippe Torterotot, vice-président de l’Association scientifique et technique pour l’eau et l’environnement (Astee). « Avec le big data , nous passons à une logique d’analyse de bases de données multiples et variées pour, par exemple, détecter des phénomènes à l’œuvre », indique-t-il. Ces avancées pourraient permettre de mettre au point des modèles de simulation capables de prédire l’évolution de l’état et du fonctionnement des réseaux sur le long terme. Un atout, selon leurs promoteurs, pour optimiser la gestion d’infrastructures vieillissantes. A condition de résoudre certaines problématiques, à commencer par la protection des données.

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Géolocalisation - Des puces RFID sur des tuyaux

Pour renouveler une partie de leur réseau d’eau, les communes de Bouleternère, Saint-Michel-de-Llotes, Corbère-les-Cabanes et Corbère (Pyrénées-Orientales) ont opté pour la radio-identification par puces RFID ( Radio Frequency Identification) , de manière à localiser 3,3 km de nouvelles canalisations en polyéthylène haute densité (PEHD). Le système, développé par l’entreprise Eliot, permet une détection simple et rapide de tous les réseaux enterrés, jusqu’à 1,5 m de profondeur, avec une précision au centimètre, quels que soient le type de sol et l’environnement. Sur le chantier, un boîtier a été disposé tous les 15 m.

Selon Eliot, cette technologie présente de nombreux avantages : la réduction des coûts, avec le déplacement d’un géomètre uniquement pour clôturer le chantier plutôt que sa présence durant toute la durée des travaux ; une économie de 25 à 40 % des coûts de récolement ; l’amélioration de la sécurité des salariés, avec une diminution des chutes grâce à la détection réalisée en surface depuis un terminal ; la maîtrise par la collectivité du positionnement de son réseau ; et la réduction des risques de dommages aux ouvrages lors des travaux.

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Modélisation - De l'aéronautique à l'hydraulique

La mécanique des fluides au service de l’environnement. Tel est le credo de la start-up 3D Eau, créée en avril 2014, dans le giron du laboratoire ICube de Strasbourg. Le cœur de son activité : mettre à la disposition des praticiens des domaines de l’eau et de l’environnement des « outils de modélisation numérique de pointe ». « Notre innovation, inspirée de l’aéronautique, consiste à simuler en 3D les écoulements de l’eau potable et des eaux usées dans des ouvrages existants ou en cours de conception pour en optimiser les aménagements », décrit Jonathan Wertel, cofondateur et président de 3D Eau.

L’intérêt pour les collectivités locales et les exploitants ? « Maîtriser les risques de pollution et d’inondation, tout en réduisant les coûts d’investissement et d’exploitation des réseaux », répond le numéricien. A l’actif de la start-up : l’étude des prises d’eau du bassin des Hauts de Montreuil (Seine-Saint-Denis) et la mise en place de l’autosurveillance – au sens de l’arrêté du 21 juillet 2015 -des déversoirs d’orage de la communauté d’agglomération de Vichy Val d’Allier (Allier).

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Détection - Des pulsations pour lutter contre les fuites

Pour détecter les fuites d’eau sur son réseau, le syndicat mixte Roannaise de l’Eau a fait appel à l’outil de diagnostic acoustique des canalisations ePulse, proposé par Saint-Gobain PAM et son partenaire Echologics. « Cette solution est basée sur la détection par corrélation acoustique. Le principe est le suivant : un son est généré sur la conduite, sur des tronçons de 100 à 200 m de long. La vitesse du son est enregistrée par deux capteurs, disposés de part et d’autre du tronçon et reliés à un corrélateur. Sa variation permet de diagnostiquer, une fois isolés les bruits parasites, une diminution de l’épaisseur structurelle résiduelle moyenne de la conduite », explique Didier Cario, responsable marketing techniques de pose chez Saint-Gobain PAM. Et de préciser : « Toute la valeur ajoutée de notre solution réside dans l’algorithme de traitement du signal acoustique, qui permet de déduire une perte d’épaisseur de matière à partir de l’analyse d’un son. » Solution non invasive et non destructive, ePulse peut être utilisée pour tous types de canalisations, à l’exception des tuyaux en plastique, jusqu’à des diamètres de 1 800 mm.

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Avis d'expert - « Le numérique permet de mieux gérer le patrimoine »

« La gestion, à long terme et en temps réel, d’un patrimoine important et parfois vieillissant, tout comme la conception des futurs réseaux pour répondre aux besoins des populations urbaine comme rurale dans les années à venir, sont des enjeux majeurs pour les exploitants et les collectivités locales. Dans ce contexte, le numérique présente de multiples avantages, notamment dans le cadre d’une vision toujours plus intégrée de la ville et des territoires.

Il permet d’obtenir facilement, et à des coûts décroissants, des connaissances fines concernant l’état et le fonctionnement des réseaux, ainsi que leur environnement. Ces données permettent d’améliorer significativement l’efficience et la qualité des services fournis aux usagers, par exemple en termes d’informations concernant leur consommation d’eau.

Le numérique permet aussi de renforcer la participation citoyenne et la coproduction de données. A cet égard, il faut rappeler que l’innovation technologique ne constitue un progrès qu’à partir du moment où elle est validée et appropriée par ses utilisateurs. A cette condition, le numérique permettra alors de mieux gérer notre patrimoine et de mieux préparer son devenir. »

Jean-Philippe Torterotot, vice-président de l’Association scientifique et technique pour l’eau et l’environnement (Astee), chargé de la recherche.

(1) Un des principaux thèmes du salon Pollutec, qui se tiendra à Lyon, du 29 novembre au 2 décembre.
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