Maîtrise des pertes en eau sur le réseau d eau potable Pour la gestion durable de l eau La réduction des volumes de pertes en eau sur le réseau représente, pour le sevice de l eau, un enjeu majeur qui s inscrit pleinement dans la politique de développement durable du Syndicat des Eaux d Ile-de-France. En effet, une stratégie de gestion des pertes efficace permet de réduire le volume prélevé sur la ressource, de réaliser les économies d énergie liées à la production et à l élévation du volume perdu, ou encore de limiter les risques de déstabilisation des sols liés à la persistance de fuites dans certaines zones sensibles. La maîtrise des pertes en eau résulte de la mise en œuvre conjointe de travaux de renouvellement du réseau (patrimoine canalisations et branchements) et d actions d exploitation telles que la recherche de fuite ou la gestion des pressions. Sectorisation du réseau RES ECHO La performance du réseau du SEDIF en termes de pertes en eau est globalement parmi les meilleures. Rendement du réseau de distribution Indice linéaire de pertes en réseau 89,65 %* 9,5 m 3 /km/j valeur 2011 Ainsi, l amélioration de la performance du réseau doit passer par une optimisation des pratiques actuelles et la mise en place de nouveaux outils permettant : de piloter au quotidien les efforts de recherche de fuites : la sectorisation du réseau et le déploiement des prélocalisateurs acoustiques Res Echo, de limiter les volumes perdus localement tout en limitant le vieillissement des réseaux lié aux fortes pressions : la gestion des pressions.
Res Echo Nature du projet : mise en œuvre de l écoute permanente de certaines canalisations du réseau, jugées sensibles Objectif majeur du projet : pré-localisation des fuites en vue de leur traitement précoce, par un dispositif de surveillance à distance (capteurs acoustiques à poste fixe) de certains points sensibles du réseau (zones de carrières, de sols argileux, etc.) Objectif opérationnel du déploiement : 1 000 capteurs acoustiques posés jusqu à fin 2012, concernant 500 km environ de canalisations. Chiffres clés du déploiement : 500 capteurs posés en 2011, 500 capteurs posés en 2012. Sectorisation Nature du projet : mise en œuvre de sectorisation complémentaire des différents niveaux d élévation du SEDIF. Objectif majeur du projet : sectoriser un réseau consiste à diviser le réseau de distribution en sous-réseaux isolables les uns des autres pour lesquels les volumes mis en distribution (et les débits nocturnes en particulier) sont suivis de façon permanente. L isolement des sous-réseaux entre eux est réalisé par les fermetures de vannes, ou par la mise en place de points de mesures (débitmètre/compteur) aux frontières de 2 sous-réseaux ; la sectorisation des réseaux d eau potable permet d assurer ainsi un suivi plus fin du volume consommé par un réseau, et de définir ainsi des priorités d actions et d améliorer la réactivité d intervention (fuites par exemple). Objectif opérationnel : réalisation de la sectorisation sur deux secteurs situés à Auvers-sur-Oise et Pierrelaye, remise d un plan de sectorisation pour le 31 décembre 2012. Gestion de la pression Nature du projet : mise en œuvre d une gestion optimisée de la pression sur le réseau. Objectif majeur du projet : contrôler la pression afin d atteindre sur tout ou partie du réseau un niveau de service optimal, tout en évitant les excès inutiles susceptibles d augmenter indûment le débit des fuites existantes et les casses de canalisation. Objectif opérationnel d étude : contribuer à la mise en place d une optimisation des consommations électriques pour fin 2012 Chiffres clés de la phase étude : phase étude achevée, avant toute mise en œuvre, au plus tard fin 2012
- RES ECHO - Contexte Le projet Res Echo s inscrit dans le cadre des travaux neufs confiés au délégataire par le SEDIF, régis par l article 27 du contrat. Le déploiement de ce dispositif, basé sur un réseau de capteurs acoustiques installés au contact des canalisations, est cadré par le contrat qui fixe à 1 000 le nombre de capteurs qui devront être installés sur le réseau au 31 décembre 2012. La région Ile-de-France en général, et par conséquent de nombreuses communes adhérentes au SEDIF, est exposée aux risques de mouvements de terrain, liés au phénomène de retrait-gonflement des sols argileux ou à la présence de cavités souterraines d origines diverses (anciennes carrières de calcaire, craie ou gypse, ou dissolution du gypse). Le réseau d adduction d eau potable situé dans l emprise de ces zones à risque est soumis aux contraintes induites par les mouvements de sol, qui peuvent engendrer des fuites sur les conduites, contribuant à l augmentation des pertes en eau. La persistance de fuites peut conduire d autre part à une déstabilisation accélérée du terrain et occasionner des dommages. Figure 1 - Cartographie des risques de Soisy-sous-Montmorency Afin de maîtriser au mieux le risque inhérent à l exploitation du réseau d eau potable dans les zones où le risque de mouvement de terrain est marqué, il est important de pouvoir réparer les fuites rapidement, et à cette fin, de les détecter le plus tôt possible. Le projet Res Echo vise à répondre à ce besoin de détection précoce des fuites, afin de contribuer à la réduction des pertes en eau tout en réduisant leur impact sur l environnement.
Les aspects techniques de la surveillance La surveillance du réseau est assurée par une chaine de mesure composée de capteurs, installés en contact direct avec les canalisations, dans les bouches à clés (Figure 2), et d un système d information qui permet d assurer l exploitation des données mesurées. Tampon de bouche à clé Mousse de signalisation Antenne de communication Système d accroche et de positionnement du capteur Capteur Tête de vanne Figure 2 - capteur Res'Echo dans une bouche à clé Le capteur regroupe dans un unique boitier, un accéléromètre qui permet de détecter et mesurer les vibrations de la canalisation qui sont générées par le bruit de la fuite, et un module de communication GSM, qui assure la transmission des données vers le système d information. Une analyse des données enregistrées par chaque point d écoute permet de déclencher lorsqu il y a suspicion de fuite les interventions de localisation et de réparation de celle-ci. Pour la transmission des données, les développements en cours chez les fournisseurs de capteurs et le déploiement de TELEO permettront à terme, d abandonner la communication GSM au profit du réseau radio TELEO. 2 SMS 3 4 1 - Capteur Res Echo 2 - Relais GSM 3 - Modem GSM de réception des données 4 - Serveur de stockage et traitement des données SMS SMS 1 Figure 3 - chaine de détection
Déploiement et exploitation Au cours de l année 2011, le déploiement de Res Echo a permis de porter à 511, le nombre de capteurs assurant la surveillance du réseau d eau potable situé dans les périmètres à risque de mouvement de terrain de 53 commune du SEDIF. La poursuite du déploiement sur l exercice 2012 conduira à établir la surveillance des zones à risque de 39 communes supplémentaires, portant ainsi à 1 000, le nombre de capteurs acoustiques installés sur le réseau. Au terme de ces 2 années de déploiement, Res Echo permettra de détecter les fuites sur près de 500 km de canalisations métalliques réparties sur 92 communes du SEDIF. Figure 4 - carte de déploiement Res'Echo Depuis le second semestre 2011 correspondant au démarrage du déploiement de Res Echo, plus de 50 fuites ont pu être localisées et réparées. Ce traitement précoce des fuites a permis de minimiser le risque de déstabilisation du terrain et de limiter les pertes d eau, contribuant ainsi aux démarches de développement durable. Figure 5 - évolution du bruit mesuré par un capteur Figure 6 - excavation générée par une fuite en zone sensible
- LA SECTORISATION - La sectorisation consiste à diviser le réseau d eau potable en plusieurs sous-réseaux dans lesquels les volumes mis en distribution sont mesurés en permanence. L analyse quotidienne des débits nocturnes mis en distribution et leur évolution permet d alerter rapidement l opérateur en cas d anomalie constatée. Si cette dernière est confirmée, des actions de recherche de fuites peuvent être rapidement déployées de façon à réduire les durées d écoulement et ainsi maîtriser les volumes perdus. Les différentes élévations du réseau du SEDIF constituent déjà un premier niveau de sectorisation, mais en général d une dimension trop importante pour cet objectif. Compte-tenu du faible niveau actuel de pertes sur le réseau du SEDIF, la réalisation de la sectorisation devra être orientée sur les zones du réseau les moins performantes. En effet, le déploiement systématique d une maille unique de sectorisation sur l ensemble du territoire n est pas optimal d un point de vue technicoéconomique. Les sites pilote Ainsi, deux secteurs pilote ont été identifiés sur le Centre Opérationnel Oise. Ces pilotes permettront d appréhender le bilan technico-économique de la sectorisation en comparant les gains réalisés aux investissements initiaux, et aux coûts d exploitation (recherche de fuites et réparations) induits. Il s agit de réseaux de la 1 ère élevation MERY 110, dont les caractéristiques sont présentées sur la figure suivante. Localisation et description des secteurs pilotes Secteur Auvers Secteur Pierrelaye Secteurs Linéaire (km) Nombre de branchements Demande moyenne journalière (m 3 /j) Auvers 33.7 2 537 1 061 Pierrelaye 83.7 5 839 3 066 MERY 110 Le choix de ces secteurs a été réalisé en fonction des critères suivants : le Centre Opérationnel Oise présente le moins bon rendement des trois centres opérationnels, ces deux secteurs sont équipés de capteurs Res Echo, les travaux à réaliser sont limités, et ces secteurs pourront être rapidement opérationnels.
La mise en œuvre La création de nouveaux secteurs de distribution nécessite la mise en place de dispositifs de comptage et la fermeture de vannes d isolement. Des études préalables sont nécessaires car ces modifications de fonctionnement hydraulique peuvent générer des perturbations sur le réseau d eau potable, telles que : l augmentation des temps de séjour dans les canalisations et donc le risque de dégradation de la qualité de l eau, le risque de dégradation des conditions de défense incendie. L utilisation Une fois la sectorisation mise en œuvre, il est nécessaire de systématiser des bilans hydrauliques permettant aux opérateurs de suivre facilement l évolution des débits mis en distribution. Couplé aux alertes des capteurs Res Echo installéss sur le secteur, le suivi des débits nocturnes permettra d évaluer l importance des débits des fuites. Ainsi, l opérateur pourra prioriser les actions de localisation et de réparation de fuite. Enfin, le couplage des volumes mis en distribution et des données de consommation issues des compteurs radiorelevés du projet Teleo permet de calculer les différents indicateurs de performance sur chaque secteur. Ces indicateurs pourront alors être utilisés pour le pilotage et la priorisation des actions à mener sur les secteurs. - LA GESTION DES PRESSIONSS - La pression de l eau dans le réseau d eau potable répond à de nombreuses contraintes : Alimenter en eau tous les clients avec une pression de service satisfaisante, Préserver la qualité de l eau vis-à-vis du risque d intrusion, Assurer la défense incendie Ainsi, la majorité du temps, la pression de l eau dans le réseau est supérieure à celle utile au seul besoin d alimentationn en eau potable. Or, la pression de l eau impacte le débit des fuites et peut également contribuer à la fatigue des canalisations et branchements en accentuant le vieillissement des conduites. La gestion de pression consiste à mettre en place une ou plusieurs vannes de gestion de pression en entrée d un secteur isolé du reste du réseau. Le fonctionnement de la vanne dépend du type de gestion de pression mis en place (consigne fixe dans le temps, horodatage des consignes, asservissement des consignes au débit transitant au travers de la vanne). Les effets de la gestion de la pression sont immédiats ; c est un levier pour limiter rapidement les volumes de pertes sur un réseau qui s inscrit dans une démarche globale de réduction des prélèvements dans la ressource. Cependant, sur le long terme, les effets de la gestion des pressions ne pourront être maintenus que si une démarche globale de gestion du patrimoine est mise en œuvre (renouvellement des infrastructures, notamment). Le site pilote Le pilote sectorisation «Auvers» est également pilote pour la mise en place d une gestion de pression. En effet, si les impacts de la gestion de pression ont été démontrés (nombreux retours d expériences internationaux IWA) sur des réseaux présentant des performances et un patrimoine dégradés, il est nécessaire de réaliser des essais pour quantifier ces mêmes impacts sur un réseau en bon état. Les impacts de la gestion de pression pourront être mesurés sur les : volumes de pertes, volumes consommés, détections de fuites Res Echo, taux de défaillances (impact long terme).
Les travaux menés sur les pilotes sectorisation et gestion de pression viendront compléter le plan de sectorisation à établir pour fin 2012. Ils permettront de quantifier l impact de ces nouveaux outils sur les coûts d exploitation (réduction des volumes perdus, diminution des réparations mais également temps passé au suivi et à l interprétation des données, à la recherche de fuites) et les mettra en regard des investissements nécessaires à la mise en place des nouveaux points de comptage et organes de gestion de pression.
- PERSPECTIVES : LA REDUCTION DES PERTES EN EAU AU CŒUR DU SERV O - Les thématiques que sont Res Echo, la Sectorisation du réseau et la Gestion de pression, sont des outils qui contribuent à la stratégie globale de réduction des pertes en eau. L intégration de ces outils au cœur du système de supervision et de pilotage centralisé du réseau, le Serv O, donnera à l exploitant une vision globale de l ensemble des paramètres influant sur la gestion des pertes en eau, et permettra à ce dernier via une analyse croisée des données, d optimiser l efficience de ses actions. GESTION OPTIMISEE DES PERTES EN EAU SERVO : Pilotage de la performance du réseau Supervision temps réel Visualisation des données (Res'Echo, Téléo, sectorisation,...) Aide à la décision Traitement des données Alarming Amélioration continue Capitalisation des évènements