MERLIN GESTION PATRIMONIALE. Groupe GESTION PATRIMONIALE. Définition d un programme de renouvellement

Transcription

1 Groupe MERLIN Une tradition d innovations au service des hommes GESTION PATRIMONIALE GESTION PATRIMONIALE Définition d un programme de renouvellement Indépendance - Expériences - Expertises - Proximité

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6 Démarche proposée Une démarche inspirée des travaux de recherche CARE-W Une analyse statistique de prévision des casses ou de vieillissement des canalisations en fonction de l historique des interventions. Une analyse de criticité qui évalue l importance d un tronçon dans un réseau. Il détermine pour chaque tronçon, la perte en eau à l aval si une casse survenait. Une analyse multicritère qui, à partir des résultats précédents et en prenant en considération d autres éléments (matériau, ratio coût réparation / renouvellement, type de population desservie, trafic, opportunité de travaux, ), permet d établir une hiérarchisation du renouvellement.

7 Démarche proposée

8 La gestion patrimoniale des réseaux d AEP Les apports des modèles prédictifs dans le processus de décision : Evaluer un indicateur technique dans le futur à partir d observations passées Tester des scénarios Choisir les conduites à renouveler

9 Les données patrimoniales et d environnement Le réseau est subdivisé en tronçons. Le tronçon est l objet élémentaire d étude. La canalisation du tronçon est caractérisée par : Le matériaux La longueur La date de pose et éventuellement la date de renouvellement Le diamètre, la nature des joints L environnement : pression, nature du sol, densité de branchements, position sous trottoir ou sous chaussée, trafic Ces caractéristiques déterminent les covariables attachées à un tronçon

10 Les données relatives aux incidents Sur la base des différents incidents observés au cours d une période d observation doit être recherché l historique des casses. Ces casses doivent être obligatoirement reliées au tronçon de conduite. Les informations suivantes doivent être recueillies : Date de l intervention, localisation Type d incidents : fuite sur branchement, fuite sur joint, Cause présumée de l incident, fait générateur de l intervention (casse : spontanée, recherchée, provoquée) Données complémentaires : état de la canalisation, impact de l incident (durée et coût de la réparation, dégâts, perturbations )

11 Modèle de prévision de casse A partir des données précédentes un modèle statistique détermine pour chaque tronçon du SIG le nombre probable de casses à un horizon de temps donné.

12 Logiciel CASSES

13 Logiciel CASSES Données obligatoires : Identifiant Longueur Date de pose Date mise hors service ( Matériau ) ( Diamètre ) Tronçons Données Casses Données obligatoires : Identifiant Date de casse ( réparation ) Données additionnelles: Pression Type de sol Type de surface Type de joint Revêtement Modèle ( Leyp ) Résultats Paramètres Validation Prévisions

14 Logiciel CASSES Importation Exploration Création Construction Calage Validation Prévision

18 Logiciel CASSES Période d'enregistrement des casses du réseau Période d'observation t Pose Fenêtre d'observation T1 Tronçon 1 Pose Fenêtre d'observation T2 Tronçon 2 Pose Fenêtre d'observation T3 Hors service Tronçon 3 Période de calage Période de validation Période de prévision

22 Logiciel CASSES

23 Logiciel Criticité criticité hydraulique

24 Logiciel Criticité Une efficacité moindre de CRITICITE pour les réseaux fortement maillés Des évaluations à pondérer avec résultats d une modélisation mathématiques ( modèle EPANET, PORTEAU )

25 La Criticité hydraulique potentielle On est capable aujourd hui d évaluer la criticité hydraulique potentielle de chaque tronçon du SIG s il on dispose d un modèle EPANET dont la topologie est calée sur celle du SIG : Ceci en effectuant au moyen d une macro Excel pilotant EPANET autant de simulations qu il est possible d enlever un tronçon au modèle et en sommant les consommations des nœuds à pression négative.

26 Stratégie de renouvellement. Analyse multicritères Décembre 2011 La stratégie de renouvellement doit viser à à pérenniser les infrastructures de distribution à assurer l alimentation de son territoire avec le plus de fiabilité possible, au moindre impact et au meilleur cout. une infrastructure d alimentation en eau potable n ayant pas pour objectif premier d être conçue et exploitée à la seule fin de limiter les casses de conduite il faut introduire une analyse multicritères permettant de hiérarchiser les travaux en fonction de l ensemble ces objectifs.

27 Définition des critères, en concertation avec le maître d Ouvrage, Décembre 2011 des critères d impact (criticité hydraulique, indice linéaire de pertes, matériau, fiabilité vis-à-vis des abonnés prioritaires, impact de surface, perturbation du trafic routier, coût des travaux, ratio réparation/renouvellement ), des critères d opportunités à priori indépendants mais pouvant influencer la décision de renouveler le tronçon : travaux prévus sur le secteur(renforcement AEP, travaux de voirie ), extension urbaine future.

28 Définition des critères Exemple de critères d impact : Ratio réparation/renouvellement Perturbation du trafic routier Indice linéaire de perte Indice linéaire de criticité hydraulique Besoin d établir des tableaux de prix et de durée d intervention suivant le matériau et le diamètre Besoin d établir des tableaux de prix moyens de renouvellement Besoin d évaluer les secteurs à trafic routier important

29 Définition des critères Exemple de critères d opportunité : Travaux prévus sur le secteur (travaux de voirie ), Renforcement pour extension urbaine future ou aménagements découlant du diagnostic hydraulique Besoin d estimer «de manière globale» les travaux envisagés sur les 5 prochaines années

30 Choix et Pondération des critères Il est alors nécessaire d estimer l importance de chacun de ces critères vis à vis du renouvellement. Ceci peut être réalisé par la pondération de ceux ci

31 Analyse multicritères et Hiérarchisation des tronçons vis-à-vis du renouvellement Décembre 2011 l agrégation de ces critères ( normalisation puis pondération) permet d établir une note pour chacune des canalisations. Les résultats de cette réflexion statistique permettront d orienter et de hiérarchiser le programme de renouvellement

32 concaténation des tronçons La liste des tronçons éligibles issue de la hiérarchisation des tronçons vis-à-vis de l analyse multicritères comporte très souvent de très nombreux tronçons de faible longueur si bien qu il est difficile d assimiler cette liste à un programme de travaux réaliste. Il n est pas envisageable, sauf cas particulier, d ouvrir un chantier pour renouveler des tronçons de faible longueur (0,5 ml à 10 ml) et ceci pour deux raisons principales : - tout chantier comporte des couts fixes (installation de chantier) ce qui renchérit notablement les prix linéaires d un tel renouvellement - toute ouverture de chantier génère une gêne pour les riverains, les multiplier n est donc pas souhaitable.

33 Identification des chemins à risque Les chantiers de renouvellement doivent donc avoir, sauf cas particulier, une longueur minimum, celle-ci peut être évaluée entre 100 et 250 ml. Il faut identifier les chemins les plus à risque qui après hiérarchisation constitueront les chantiers de travaux de renouvellement.

34 Définition du programme de travaux de renouvellement des conduites de distribution Décembre 2011 La confrontation des gains attendus du programme de travaux et de son impact sur le prix de l eau permet de proposer un rythme de renouvellement

35 Conclusions De l intérêt de lancer une étude de gestion patrimoniale des réseau AEP. Récupérer et évaluer la qualité de la connaissance de son patrimoine Evaluer et optimiser les programmes de renouvellement au regard de ses objectifs. Identifier en fonction de ses objectifs les améliorations à apporter au SIG afin d augmenter la pertinence de la démarche

36 Etudes déjà réalisées Schéma Directeur d AEP Nevers : Intégration de la démarche précédente afin d établir le programme de renouvellement des canalisations Communauté Urbaine de Lille : Audit des outils mis en œuvre par le concessionnaire (E.D.N.) Confrontation avec l outil CASSES CRITICITE ANALYSE MULTICRITERES Définition du prochain programme quinquennal S.E.D.I.F. Hiérarchisation des conduites à renouveler Probabilité de casse des tronçons Concaténation pour établissement d un programme de renouvellement

37 S E D I F Syndicat des Eaux d Ile-de-France km de conduites d eau potable de DN 40 à DN communes de sept départements de la région parisienne 4 millions d habitants ( abonnés) des communes concernées

38 SEDIF

39 S E D I F Gestion patrimoniale des réseaux : Hiérarchisation des conduites de distribution à renouveler SPECIFICITES DE LA MISSION : Vérification et la mise en forme des données Pré-analyse des données (statistiques descriptifs) pour identifier les paramètres les plus pertinents Analyse au moyen du logiciel «CASSES» utilisant le modèle «LEYP» Comparaison des casses observées depuis 2009 et les prévisions effectuées entre 2006 et 2009 Évolution du nombre de casses prévu selon les différentes stratégies de renouvellement Concaténation de tronçons adjacents pour identifier les chemins à risque Analyse de la pertinence et conseil à la collectivité pour l établissement du programme 2012 de renouvellement des canalisations de distribution (20 km environ de canalisations)

40 S E D I F Fonte grise Nombre de casses prévu : ( ) : Nombre de casses observé : ( ) : 2 967

41 S E D I F Evolution nombre de casses sur conduites en fonte grise en fonction des stratégies de renouvèlement /0 0,5/0 0,75/0 1/0 1,25/0 1,5/0 0/0,5 0/0,75 0/1 0/1,25 0/1,5

42 S E D I F Prévisions de casses (triées par NCP décroissant) ID Matériau Longueur Nb Casses FG FG Autre Acier FG FG FG FG Acier FG FG FG Autre FG FG NCP 2011 TCP 2011 NCP 2012 TCP 2012 NCP 2013 TCP 2013

43 S E D I F 4 études vendues une cinquième en préparation 1 ère mission en 2011, pour établir la hiérarchisation des conduites de diamètre inférieur ou égal à 300 mm à renouveler en utilisant un modèle de prévisions de casses calé avec les casses observées sur la période 1996 à 2010 puis en établissant des programmes de travaux constitués par agrégation des tronçons de conduites les plus vulnérables au sein de chemins critiques ; cette démarche a été menée dans la continuité des approches mises en œuvre par VEOLIA en Puis, début 2012, pour établir le programme de renouvellement de l année 2013, le modèle a été repris avec le même jeu de covariables, mais avec mise à jour de la base de données tronçons et prise en compte des casses enregistrées en Fin 2012, une réflexion a été menée afin de cerner le cadre et la méthodologie d élaboration d un programme pluriannuel de renouvellement qui a débouché sur la préparation d un programme triennal. Pour ce faire, et compte tenu du basculement de l exploitant sur un nouvel outil SIG et de la modification de la base tronçons (augmentation de plus de 30% du nombre de tronçons), une nouvelle hiérarchisation des tronçons et des chemins critiques à renouveler sur la base du taux de casses prévisible a été établie début A cette occasion s est posé le problème de la formalisation de la stratégie du renouvellement des conduites de distribution vis-à-vis : - du critère d âge moyen affiché, - de l impact sur l évolution du taux de casses des programmes effectifs de travaux de renouvellement y compris la part réalisée par le délégataire, - de l impact de la hiérarchisation sur la base du seul taux de casses sur la répartition en diamètre des conduites dont le renouvellement est préconisé.

44 S E D I F Décembre 2011 Impact des critères sur la nature des travaux de renouvellement

45 Communauté urbaine de Lille km de conduites d eau potable de DN 40 à DN 800 Alimentation d environ 1 Million d habitants à travers 62 communes

46 Communauté urbaine de Lille Analyse et comparaison des résultats fournis par les outils existants pour l élaboration du programme de renouvellement des conduites d eau potable, mise en place d un nouvel outil et établissement du prochain programme quinquennal de renouvellement SPECIFICITES DE LA MISSION : Diagnostic des 2 Outils d aide à la décision développés par le concessionnaire en 2004 et en 2009 ayant conduit chacun à des préconisations divergentes (seulement 20 % de résultats communs) Analyse critique des hypothèses de calcul, des méthodes et des résultats Mise en place d un nouvel outil sur la base des logiciels «CASSES» et «CRITICITÉ» développés par le CEMAGREF suivi d une analyse multicritères Après comparaison des résultats obtenus par ces trois outils, mise en place à L.M.C.U. du nouvel outil Etablissement sur ces bases du programme pluriannuel de renouvellement optimisé et chiffré

47 Analyse des outils du délégataire Les écarts entre les deux outils s expliquent et proviennent : de la différence des jeux de données ( évolution de la base de données) de la prise en compte de la criticité dans l outil 2 de la comparaison d une fin de programme (6 à 10 ans pour l outil 1) avec un début de programme ( 1 à 5 ans pour l outil 2). S il sera possible de comparer les performances des outils de prévision de casse des différentes approches. Les programmes de travaux resteront tributaires de la définition et de l importance accordée aux critères sur la base desquels le maitre d ouvrage souhaitera définir son choix.

48 LMCU : préconisations Substitution du logiciel CASSES aux modèles de prévision actuellement utilisés (supériorité de CASSES en terme de performances et de souplesse d utilisation démontrée ) Au regard des objectifs assignés au délégataire diminution du poids de la criticité afin de privilégier l efficacité du programme de renouvellement vis-à-vis de la bonification du rendement du réseau. Risque = taux de casse x (0,8+0,2 x criticité potentielle)

49 Détails des trois catégories de bâtiments suivants : 0,3 Points sensibles 0,7 Bâtiments sensibles Axes stratégiques oui non non 0,2 Trafic léger 0,6 oui 1 Trafic lourd 1 Hôpitaux / Cliniques 0,5 0,7 Industries sensibles 0,3 0,9 Bâtiments spécifiques Trafic moyen Centres médicosociaux Lieux de vie collective 0,2 Dialysés particuliers

50 impact de l introduction de la criticité sur l évolution des casses

51 NEVERS AGGLOMERATION DE NEVERS 800km de conduites d eau potable 10 communes habitants

52 Résultats de modélisation du logiciel CASSES Détermination des covariables explicatives : Matériau : Le nombre casses pour les matériaux autre que fonte est très faible classification des tronçons en «fonte» ou «autre» Le taux de casses pour les petits diamètres est beaucoup plus important le diamètre sera sans doute retenu dans le modèle comme covariable significative. Pas de tendance simple au vieillissement comme pour la majorité des réseaux (taux de casses est + élevé durant la période de reconstruction après la 2nde guerre mondiale) Le classement d âge des conduites a été effectué par décennie de pose

53 Résultats de modélisation du logiciel CASSES Résultats de calage Le diamètre est une covariable significative Le log de la longueur est une covariable significative La Fonte est une covariable significative Les périodes , , , et les années 1960 et 1970 sont des covariables significatives

54 Résultats de modélisation du logiciel CASSES L établissement de la cartographie des taux de casses en fonction du linéaire global sur l ADN permet dans un premier temps d identifier les tronçons «à risque»

55 Renouvellement patrimonial Critères d impact retenus une série de critères d impact : Ratio réparation/renouvellement Perturbation du trafic routier Indice linéaire de perte Indice linéaire de criticité hydraulique (en fonction des résultats de CRITICITE) Etablissement des tableaux de prix et de durée d intervention suivant le matériau et le diamètre Etablissement des tableaux de prix moyens de renouvellement Evaluation des secteurs à trafic routier important 4 critères d impacts proposés

56 Définition des critères d impact Les critères d impact tiennent systématiquement compte du coût de renouvellement afin de ramener l intérêt du renouvellement du tronçon à son coût Etant donné le caractère fortement maillé des réseaux (criticité potentielle très faible), la criticité hydraulique du tronçon intègre les résultats de la modélisation EPANET

57 Renouvellement patrimonial Critères d opportunité retenus Travaux prévus sur le secteur (travaux de voirie, RD), Renforcement pour extension urbaine future ou aménagements découlant du diagnostic hydraulique 2 critères d opportunité proposés à priori indépendants mais pouvant influencer la décision de renouveler le tronçon

58 Renouvellement patrimonial Création de l outil d analyse Un fichier Excel intégrant les données de base de chaque tronçon les résultats de CASSES les résultats EPANET et CRITICITE les bases de prix Possibilité d export des résultats complets ou choix d un montant de renouvellement annuel L export des résultats permet d affiner le poids des tronçons en fonction du linéaire total ou du montant global de renouvellement

59 Renouvellement patrimonial Poids des critères retenus Critère d'impact global Somme Pondérée RRRi PTRi ILPi ICHi Total Poids des critères Le trafic routier et l importance hydraulique du tronçon ont les poids les plus importants Critère d'opportunité Global Somme Pondérée TPSi RENFi Total Poids des critères Les critères d opportunités ont un poids équivalent Calcul du score Global Somme Pondérée CIGi COGi Total Poids des critères Les critères d impacts restent prépondérants dans la note globale

60 Renouvellement des réseaux L utilisation de l outil permet de stabiliser le nombre de casses sur le patrimoine de l ADN (courbe rouge)

61 Etudes en cours Syndicat de la montagne noire Dans le cadre d un schéma directeur Hiérarchisation des conduites à renouveler sur la base des probabilités de casse des tronçons établies par le logiciel CASSES DINAN (CODI) Etude pour la mise en place d un outil de définition des programmes de renouvellement des conduites de distribution intégrant la mise en œuvre du logiciel CASSES.

62 Etudes en cours SERPN ( siaep sud Rouen) Audit des pratiques en matière de gestion de la connaissance patrimoniale. Analyse des données disponibles afin de définir le programme de travaux de renouvellement au moyen du logiciel CASSES et des approches multicritères préconisées par CARE-W Préconisations afin de préparer la mise en œuvre de tels outils

63 Etudes en cours Syndicat du Bas Languedoc : Audit de la connaissance patrimoniale Implémentation de la base tronçons du SIG notamment en terme d'âge de chacun des tronçons du SIG ( ceci permet par ailleurs, de répondre aux obligations de la réalisation du descriptif détaillé imposé à l échéance fin déc par le décret du 27 janvier 2012) Reconstitution de l historique des casses Mise en œuvre de CASSES et d une analyse multicritères afin de définir un programme pluriannuel de renouvellement des conduites du Syndicat Transfert des outils au Syndicat et formation des agents.

64 FIN