Gestion de l'eau en milieu urbain : Vers des réseaux intelligents pour une distribution efficace

Dans un environnement où les ressources en eau se raréfient et les régulations deviennent de plus en plus strictes, les opérateurs d'eau potable, qu'ils soient du secteur public ou privé, font face à des défis de plus en plus complexes : la surveillance de la qualité de l'eau, l'amélioration de l'efficacité des réseaux, la réduction des coûts d'exploitation et l'amélioration de la performance énergétique sont des défis que la gestion intelligente des réseaux peut relever.

Cette approche repose sur l'expansion des capteurs, le déploiement de compteurs communicants et de réseaux performants pour le transfert de données, l'utilisation de l'imagerie aérienne et satellitaire, et de plus en plus sur l'intégration de l'intelligence artificielle.

Gérer la consommation d'eau

La première étape vers l'évolution vers des réseaux d'eau intelligents est le télérelève, une méthode permettant de mesurer les consommations sans nécessiter un accès direct au compteur. Ce système repose sur l'utilisation de compteurs communicants munis d'émetteurs radio, ainsi que sur des répéteurs et des concentrateurs qui rassemblent et transmettent les données des compteurs via des réseaux GSM/GPRS, Internet ou LPWAN, assurant ainsi une gestion efficace et en temps réel des ressources hydriques.

Les relevés d'index sont réalisés automatiquement et à distance sur une base quotidienne, permettant ainsi une facturation basée sur les consommations réelles plutôt qu'estimées. Cette surveillance en temps réel aide les particuliers et les collectivités à mieux gérer leur consommation d'eau, tout en facilitant la détection rapide de fuites et de fraudes potentielles. Les données recueillies peuvent être analysées à l'aide de techniques telles que l'apprentissage automatique ou d'autres méthodes statistiques pour en extraire des informations précieuses.

Détecter les fuites et contrôler la qualité

Avec environ 20 % de pertes d'eau constatées dans les réseaux de distribution, la gestion efficace des fuites devient une priorité absolue pour le secteur. En parallèle, les opérateurs doivent maintenir une surveillance rigoureuse de la qualité de l'eau du robinet, soumise à des normes strictes de contrôle. Ainsi, les capteurs remplissent un double objectif : améliorer l'efficacité des réseaux en réduisant les pertes et garantir la sécurité sanitaire de l'eau distribuée à travers des mesures préventives continues.

La plupart des fuites d'eau sont imperceptibles à l'œil nu, ce qui rend leur détection extrêmement difficile sans une surveillance proactive et spécialisée du réseau. Pour répondre à ce défi, le dispositif EAR, déployé sur les réseaux gérés par Saur à travers toute la France, utilise des capteurs de pointe équipés de membranes hydrophones. Ces capteurs sophistiqués sont spécialement conçus pour capter et convertir en ondes les bruits spécifiques générés par les fuites d'eau. Grâce à cette technologie avancée, il devient possible de localiser avec précision les zones de fuite, facilitant ainsi des interventions rapides et efficaces pour minimiser les pertes d'eau et améliorer la performance globale du réseau de distribution.

En complément de la sectorisation des réseaux, cette technologie garantit une localisation précise des fuites et permet une intervention rapide. Le délégataire propose également aux collectivités d'installer des sondes dans leurs canalisations, mesurant une gamme de paramètres liés à la qualité de l'eau. L'analyse des données permet de détecter rapidement les variations entre l'état actuel du réseau et sa configuration normale.

En plus de la détection des fuites au sol, la recherche aérienne est également explorée. Le projet WADI, financé par l'Union européenne, vise à réduire de moitié les pertes d'eau potable en utilisant des petits avions et des drones. Les fuites sont détectées grâce à des télécapteurs qui permettent d'identifier leur impact sur l'environnement local.

Elles entraînent une augmentation du taux d'humidité du sol et/ou de la teneur en eau des plantes et de la végétation, ce qui modifie la réflexion de la lumière aux longueurs d'ondes optiques et les émissions infrarouges. Ces changements sont principalement dus à l'évaporation du sol et à la transpiration des plantes, influençant ainsi les variations de température détectées.

Ainsi, le projet WADI intègre des capteurs infrarouges thermiques en combinaison avec des données provenant de caméras multispectrales pour quantifier et analyser ces variations. En utilisant cette technologie avancée, WADI est capable de détecter les changements subtils dans l'environnement causés par les fuites d'eau, permettant une identification plus précise et rapide des zones problématiques. Cette approche innovante améliore considérablement la capacité à surveiller et à gérer efficacement les ressources en eau.

Anticiper les fuites pour optimiser le renouvellement des infrastructures

Les algorithmes de machine learning représentent une solution efficace pour estimer les probabilités de fuites, ce qui permet de prioriser le remplacement des canalisations critiques et de diminuer les risques de fuites à l'avenir. Cette approche vise à optimiser les investissements tout en renforçant l'efficacité de la gestion du patrimoine hydraulique.

Les centres de supervision au centre de la gestion intelligente

Au cœur de la gestion intelligente de l'eau, les plateformes de supervision jouent un rôle essentiel en intégrant ces solutions et en centralisant toutes les données collectées. Elles offrent aux opérateurs une vue d'ensemble en temps réel de l'état des installations sur un territoire donné, leur permettant de réagir rapidement et de prévoir les problèmes afin de planifier efficacement les interventions nécessaires.

Implanté au Pecq, dans les Yvelines, le Smart Operation Center de Suez supervise tous les compteurs communicants et les technologies smart water du groupe à l'échelle nationale et internationale. Il assure la performance des infrastructures, la fiabilité et la mise à jour de millions de données qui sont ensuite fournies aux seize centres de pilotage régionaux VISIO en France, couvrant intégralement le territoire national.

Il tire principalement ses données de la suite logicielle AQUADVANCED pour l'eau potable, qui intègre quatre outils utilisant la data science :

Pour une gestion efficace et durable des réseaux d'eau