eau service Optimiser les performances des réseaux d eau potable Les cahiers p. 2 quel cadre réglementaire? une réglementation en pleine évolution

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1 Les cahiers supplément technique du magazine eau service N 11 / NOvembre 2010 eau service Optimiser les performances des réseaux d eau potable p. 2 quel cadre réglementaire? une réglementation en pleine évolution p. 3 comment connaître Le réseau? les nombreux paramètres impactant les taux de pertes p. 4-5 quels types de fuites rechercher et comment Les détecter? face aux différentes fuites, plusieurs méthodes p. 6 comment gérer son réseau sur Le LONg terme? appréhender l état des conduites et proposer un plan de renouvellement optimisé p. 7 comment utiliser La télérelève des compteurs clients pour La performance des réseaux? la connaissance précise des consommations des clients permet d améliorer la surveillance des réseaux p.8 questions-réponses

2 2 contexte une réglementation en pleine évolution De nouvelles dispositions vont imposer des seuils de pertes à ne pas dépasser. Des réglementations précisent déjà les indicateurs de performance pour chaque service d eau ou les règles du contrôle des compteurs. Le cadre réglementaire a. la loi Grenelle II adoptée le 29 juin 2010 l article 58 de cette loi prévoit de réduire les fuites sur les réseaux d eau potable afin de préserver les ressources. Il prévoit de cibler les services qui, s ils dépassent un seuil de pertes, devront établir un plan d actions permettant d améliorer leurs performances de réseau, sous peine de voir doubler la redevance pour usage «alimentation en eau potable». Les décrets d application sont en cours de rédaction. b. la circulaire du 30 juin 2008 elle définit des bassins en déficit quantitatif dans lesquels des déficits hydriques chroniques peuvent compromettre le bon fonctionnement des milieux aquatiques. Dans ceux-ci, des bilans entre les besoins de chaque catégorie d usagers et les ressources disponibles doivent être réalisés, afin de déterminer les efforts de réduction des prélèvements dans le milieu naturel. c. le calcul des volumes «perdus» selon l arrêté du 2 mai 2007 la mise en place des indicateurs de performance TERMINOLOGIE DES VOLUMES SUR UN RÉSEAU D EAU POTABLE pour les services d eau, par le Ministère du développement durable, a conduit à préciser notamment le mode de calcul des pertes en eau (voir schéma). d. le contrôle des compteurs de vente d eau L arrêté du 6 mars 2007 concerne le contrôle des compteurs d eau froide propre en service. Il prévoit soit le changement du compteur à un âge donné, soit la «vérification périodique statistique» sur un échantillon représentatif du parc. PRODUITS + IMPORTÉS - EXPORTÉS (AEG) (1) - = MIS EN (VEG) (2) DISTRIBUTION (MED) CONSOMMÉS CONSOMMÉS CONSOMMÉS EAUX DE SERVICE (RELEVÉS ABONNÉS) + (NON FACTURÉS) + SANS COMPTAGE + = = (3) RÉSEAU (3) COMPTABILISÉS = CONSOMMÉ AUTORISÉ = + PERTES PERTES APPARENTES : DÉFAUTS DE COMPTAGE + MAUVAISE ESTIMATION DES VOLUMES CONSOMMÉS SANS COMPTAGE + VOL D EAU PERTES PHYSIQUES : SUR CONDUITES DE TRANSFERT, DISTRIBUTION, BRANCHEMENTS ET RÉSERVOIRS 1. Achat d eau en gros. 2. Vente d eau en gros. 3. Essais de poteaux incendie, lavage de réservoirs, analyse de chlore sur réseau, purges

3 connaissance du réseau 3 connaître son réseau pour mieux le comprendre De nombreux facteurs impactent le réseau. Ils doivent être recensés et analysés. 1. Les paramètres qui impactent Le réseau L environnement et la qualité de l eau influencent à long terme l état des canalisations. Ainsi le taux de pertes dépend de nombreux paramètres du réseau : sa structure, les caractéristiques de l eau transportée, son environnement (voir schéma ci-contre). PARAMÈTRES INTERVENANT SUR L ÉTAT DU RÉSEAU EAU : TEMPÉRATURE, QUALITÉ DE L EAU DISTRIBUÉE, PRESSION, COMPOSITION RÉSEAU : ETAT, ÂGE, MATÉRIAU DES CANALISATIONS ET DES BRANCHEMENTS, CONDITIONS DE POSE CONDITIONS EXTÉRIEURES : CLIMAT, TRAFIC ROUTIER SOL : MOUVEMENTS DE TERRAIN LIÉS AUX VARIATIONS DE TEMPÉRATURE, NATURE DU SOL, MOUVEMENTS DE NAPPE 2. un historique À sauvegarder et À comprendre La vie du réseau permet de mieux appréhender son état. Elle peut être représentée dans : Un SIG (Système d Informations Géographiques) comprenant des données structurelles (matériau, âge de la canalisation), et son historique (implantation précise des interventions et des casses ). Des bases de données regroupant les volumes mis en distribution, vendus, consommés sans comptage, les caractéristiques des interventions Une modélisation du réseau offrant la possibilité de simuler les pressions, les vitesses, les débits, l évolution des niveaux des réservoirs Elle permet de préparer les sectorisations, d évaluer la capacité de transfert du réseau d eau et les pressions disponibles en chaque point du réseau. 3. Les pertes apparentes La différence entre les volumes introduits dans le réseau et les volumes vendus comprend également les pertes dites «apparentes». Il s agit : d imprécisions de comptage, soit en sortie d usine, sur les compteurs de sectorisation, soit sur les compteurs des abonnés, de volumes non comptabilisés et des vols d eau (arrosage des espaces verts, remplissage des engins de lavage de voirie et hydrocurage, alimentation des fontaines, utilisation ponctuelle dans le cadre de chantiers de travaux publics ). Il est important que ces volumes puissent être estimés, le plus correctement possible et,qu autant que possible, des compteurs soient installés. L ensemble de ces paramètres montrent qu il est très difficile de déterminer le seuil de perte optimal, c est pourquoi une étude spécifique devra être réalisée, en fonction des caractéristiques

4 4 recherche de fuites mieux et plus vite Enterrées et souvent sans écoulement au sol, les fuites ne sont pas toujours visibles. Il faut donc détecter une fuite et réussir à la localiser avant de pouvoir la réparer. Pour être réellement performant, le réseau doit être équipé et permettre une recherche de fuite «dirigée». différents types de pertes d eau Les pertes physiques, ou fuites, se répartissent en : fuites «visibles» coulant sur le sol facilement détectables et localisables ; fuites «invisibles» identiﬁables uniquement par recherche de fuites. D un débit inconnu, les fuites devront être localisées précisément avant de pouvoir être réparées ; fuites indétectables, trop faibles pour être détectables lors de recherche de fuite ; défauts d étanchéité des réservoirs. La réduction des pertes en eau dépend par conséquent essentiellement du délai de détection, de localisation précise et enﬁn de réparation (intégrant les délais d obtention des arrêtés de voirie, DICT ). LES FUITES ET LEUR DÉLAIS DE RÉPARATION DÉBIT X M3/H DÉBIT FUITES VISIBLES VOLUME A FUITES INVISIBLES DÉTECTION ET LOCALISATION INFÉRIEUR À XM3/H RÉPARATION TEMPS VOLUME B TEMPS DÉTECTION PUIS LOCALISATION RÉPARATION DÉBIT L/H FUITES INDÉTECTABLES VOLUME PERMANENT TEMPS

5 des réseaux «intelligents» 5 des réseaux sous écoute et sans stress Afin de diminuer les temps de détection et de prélocalisation des fuites invisibles, il est primordial d équiper les réseaux d eau potable. 1. surveillance permanente a. sectorisation des réseaux. associée à un système de télégestion, la sectorisation permet de connaître les volumes introduits dans chaque «secteur» de réseau. La nuit, le débit mesuré correspond à la consommation de nuit (très faible chez les particuliers, sauf en période d arrosage, mais pouvant être plus forte chez les industriels) et aux fuites du réseau. Le débit de nuit sert donc à prioriser la recherche de fuite dans les zones où les fuites sont les plus importantes. b. prélocalisation des fuites. la prélocalisation peut être utilisée de façon complémentaire dans les zones de moyenne et forte densité de branchement. Des capteurs de prélocalisation acoustiques sont implantés pour surveiller tout ou partie du réseau, en détectant le bruit que font les fuites, transmis soit par l eau, soit par les canalisations. Les anomalies détectées sont transmises grâce à la télétransmission par GSM ou radio sur un poste central de télésurveillance. La détection des fuites est alors rapide mais sans positionnement précis et sans indication sur le débit. Des chercheurs de fuite sont alors envoyés sur place pour localiser la fuite de façon précise avant qu une équipe soit dépêchée pour la réparer apparition très probable d une fuite estimation du débit de la fuite m 3 /h 01/02 02/02 03/02 04/02 05/02 06/02 07/02 2. différentes techniques de recherche mobile de fuites a. la méthode acoustique La prélocalisation décrite précédemment peut être utilisée également en mode mobile. La détection électro-acoustique consiste à réaliser des écoutes ponctuelles en suivant le parcours de la canalisation à l aide d un appareil amplificateur de bruit. La corrélation acoustique permet de déterminer la position de la fuite grâce à plusieurs capteurs de bruits corrélés entre eux de façon très précise. b. l injection de gaz traceur est utilisée plus particulièrement pour les canalisations de gros diamètre, les conduites avec peu de points d accès et les conduites de liaison en milieu rural. Un gaz traceur, hydrogène ou hélium, est injecté dans la canalisation en charge. Il suffit ensuite de localiser la fuite en détectant les variations de la teneur en gaz du sol en suivant le parcours de la conduite. Ces gaz inertes, non toxiques et non polluants, ne présentent aucun danger lors de la mise en œuvre. c. le repérage au géoradar à la caméra thermique ou l envoi de sonde dans la canalisation peuvent également être utilisés. RECHERCHE DE FUITE PAR PRÉLO- CALISATION 3. modulation de pression Il est possible d optimiser la pression sur le réseau sans perturber le service des abonnés, ni la défense incendie. Des vannes de régulation sont installées afin de diminuer la pression du réseau, de façon différente selon l heure ou le débit transitant, (la nuit, par exemple, lorsque les pertes de charges sont les plus faibles car les utilisateurs consomment moins). Ces dispositifs peuvent être pilotés à distance et associés à des mesures de pression télésurveillées. La modulation de pression sur le réseau de distribution permet de diminuer : le débit des fuites immédiatement, le «stress interne» des canalisations lié aux variations de pression et donc, dans une certaine mesure, de prolonger la durée de vie des canalisations. Références : Gouvieux (60), Cannes (06), Bordeaux (33).

6 6 gestion patrimoniale investir au bon moment, au bon endroit Pour assurer une gestion patrimoniale efficace et disposer d un réseau en bon état, il est nécessaire de suivre l évolution des conduites et branchements et de programmer les travaux de renouvellement. La gestion patrimoniale des réseaux permet de : préserver la ressource en eau, pérenniser les ouvrages, assurer la continuité du service, sécuriser les personnes et les ouvrages annexes, optimiser les coûts d investissement et d exploitation, établir un juste prix de l eau. 1. connaître L état des conduites via Le service «scanner» «Scanner» est un outil de détection de la corrosion des conduites métalliques utilisant la propagation de champs magnétiques sur le principe des courants de Foucault. Sur le terrain, le diagnostic se réalise en trois étapes : analyse du sol (ph, résistivité, ), SCANNER mesure par ultrasons de l épaisseur de la canalisation, analyse en continu des points de corrosion de la canalisation sur toute la circonférence. Les avantages de cette technique : technique non intrusive et non destructrice, alimentation en eau maintenue, visualisation des premiers résultats sur le terrain. Ce diagnostic permet de : justifier ou orienter un plan de renouvellement des canalisations, évaluer le risque de fuites, aider la décision sur le renouvellement dans le cas de travaux spéciaux, préconiser le matériau à utiliser dans le cadre d un renouvellement. Références : Carpentras (84), Agde (34), Les Deux Alpes (38), Montbonnot (38), SI Montmerle (01), Bordeaux (33), Cholet (49), Paris (75), Carcassonne (11), Semur-en-Auxois (21), Biarritz (64), Anglet (64) 2. proposer un plan de renouvellement Optimisé, via Le service «prévoir» PREVOIR (Plan de Renouvellement et de Valorisation Optimisée des Réseaux), c est : améliorer la connaissance du réseau grâce à des modèles prédictifs du vieillissement structurel du réseau et à la prise en compte, dans ces modèles, du savoir des exploitants sur le métier et sur la commune, gérer les risques de casse des conduites en hiérarchisant les conduites à renouveler en priorité en fonction du risque que représente chaque canalisation (probabilité et gravité de la casse), choisir la meilleure stratégie de renouvellement en fonction des objectifs techniques et financiers de la collectivité. Références : Bordeaux (33), Créteil (94), Valenciennes (59), Nanterre (92).

7 télérelève et performance 7 connaître en continu les consommations des clients pour réduire les pertes La télérelève des compteurs clients, associée à la sectorisation, permet une démarche plus fiable, car le débit de nuit peut être évalué hors consommation et devient alors une meilleure représentation des fuites, mais pas seulement 1. impacts de La télérelève sur Les pertes en eau La télérelève des compteurs a des impacts positifs sur chaque type de pertes. Pour les pertes liées au comptage, elle permet : la suppression des estimations et des erreurs de relevé, l amélioration du calibrage des compteurs. Pour les pertes commerciales, elle assure : une exhaustivité de la relève des compteurs; l identification des fraudes et des branchements, dits fermés, qui consomment. Pour les pertes physiques, elle sert à : optimiser les actions de recherche de fuites grâce au suivi mensuel du rendement de réseau avec un ciblage sur les secteurs les plus défaillants ; analyser immédiatement le bénéfice des actions correctives. AGENT EN INTERVENTION SUR UN RÉCEPTEUR DE TÉLÉRELÈVE 2. maîtrise par Les clients de Leur consommation La télérelève est un moyen de contribuer à la protection de la ressource en détectant, à distance, les fuites chez les abonnés et en les sensibilisant aux économies d eau. en cas de présomption de fuite ou lorsque le débit d eau ne revient pas à «zéro» pendant une période donnée. a. service consommation en ligne. Les consommations journalières des clients peuvent être mises à leur disposition sur Internet grâce à la télérelève des compteurs. L abonné sera alors en mesure de déterminer comment optimiser sa consommation dans ses gestes quotidiens. b. service alerte fuites. Grâce au service «Alerte fuites» à domicile, le client est prévenu, via SMS ou courriel, SERVICE CONSOMMATION EN LIGNE GETTY IMAGES

8 questions réponses par le nombre de branchements, sont plus représentatifs de la performance du réseau, car ils sont indépendants de l évolution de la consommation. 1. La consommation a baissé certes, mais mon rendement baisse également, que se passe t-il? Le calcul du rendement prend en compte la consommation suivant la formule suivante : Rendement = volume consommé autorisé Volume produits + importés exportés Il est donc normal qu une variation des volumes consommés agisse sur le rendement. Impact de la consommation sur le Rendement de Réseau Exemple d un réseau urbain comportant un industriel important consommant m 3 /mois. 1. l industrie est en activité Volume total mis en distribution = m 3 /mois Volume consommé = = m 3 /mois Rendement du réseau = / * 100 = 72 % 2. l industrie est fermée Volume total mis en distribution = = m 3 /mois Volume consommé = m 3 /mois Rendement du réseau = / * 100 = 58 % 2. Quand le rendement augmente, c est bon signe! Vrai : si les consommations sont toujours identiques. Faux : si celles-ci ont augmenté. C est pourquoi les indicateurs en Indice Linéaire de Perte (ILP), c est-à-dire les pertes divisées par le linéaire de réseau, ou en indice de pertes par branchement (IPB), c est-à-dire les pertes divisées 3. Vous maintenez de fortes pressions dans les réseaux pour augmenter les ventes! Faux : plus la pression est forte, plus les volumes de fuite sont importants et les réparations difficiles. Au contraire, l exploitant a intérêt à reduire la pression. Pour pouvoir l abaisser, il faut installer des régulateurs de pression, et donc souvent également des surpressions pour d autres secteurs plus élevés. Une modélisation du réseau, et une analyse poussée des altimétries du réseau ainsi que des poteaux incendie sont nécessaires. 4. En améliorant le rendement de réseau, je fais un acte pour la protection de la planète! Vrai : si la ressource est dans une zone de déficit hydrique, il faut effectivement viser des rendements élevés ou plus précisément des taux linéaires de pertes ou par branchement faibles. En revanche, dans le cas où les ressources locales sont abondantes, les exigences peuvent être moins fortes. Donc, pour chaque cas, une analyse précise doit être réalisée pour déterminer le niveau de taux de perte le plus adapté en fonction des caractéristiques du réseau, de son environnement, de sa pression de fonctionnement, des équipements de surveillance permanente mais également des coûts d exploitation correspondants et des investissements décidés en matière de renouvellement des canalisations et des branchements. Pour plus d information ou pour commander des exemplaires de la collection des Cahiers techniques d Eau Service, contacter : Liste des contacts régionaux : Les cahiers Eau service est un supplément du magazine Eau service n 31.Ê Le journal de Lyonnaise des Eaux pour les collectivités locales. Trimestriel édité par Lyonnaise des Eaux, 16, place de l Iris, Paris-La Défense Directeur de la publication et de la rédaction : Dominique Ogeron Rédactrice Ê en chef : Vanessa Filhol Conception graphique et réalisation : 52, rue Camille Desmoulins, Issy-les-Moulineaux cedex Imprimerie : Clément Ê ISSN : X Crédits photos : Lyonnaise des Eaux. Illustrations : Chantal Rivière.