Société Nationale d Exploitation et de Distribution des Eaux (SONEDE) TUNISIE RECHERCHE ET DETECTION DES FUITES DETECTION ET PROTECTION DES RESEAUX Ridha BESBES Ing.MBA.MSB. CERIU INFRA 2011 Directeur Central des Economies de l Eau QUEBEC Nov 2011 1
SOMMAIRE I) CONSÉQUENCES DES FUITES. II) FACTEURS GÉNÉRATEURS DES FUITES. III) DÉTECTION DES FUITES: - Principe. - Facteurs agissant sur la détection acoustique. - Sectorisation. - Recherche par procédé électro acoustique. - Recherche par corrélation. IV) DÉTECTION DES RÉSEAUX. V) PROTECTION IDENTIFICATION LOCALISATION DES RÉSEAUX. VI) CAS D UNE SOCIETE D EAU POTABLE: LA SONEDE 2
I) CONSEQUENCES DES FUITES Coûts directs: Faciles à calculer - Coût au Km réparé. - Manque à gagner. Coûts indirects: Difficiles à calculer voire à estimer. - Coût des dégâts causés à l environnement. - Coût des accidents et dégâts causés au personnel et à la population (instauration d un périmètre de sécurité). - Coûts des dégâts affectants l intégrité du Service dans son ensemble (ajouter la reprise des branchements: électricité/ téléphone/ câble optique). - Coûts additionnels: si on touche les installations d autrui. - Coût d assurance et possibilité de dommages et intérêts. - Coût de perte de l image de marque. NÉCESSITÉ DE BIEN REPÉRER ET PROTÉGER. 3
II) FACTEURS GÉNÉRATEURS DES FUITES (cas société d eau potable) - Condition de pose: pose dans les règles de l art (manutention/ bardage, lit de sable, dimensionnement des butées, calage/ compactage et essais). - Proximité de travaux d autres utilisateurs de la chaussée. - Mouvement du sol (type argileux ou autres): risque sur joints et conduites. - Corrosion de conduites: nature du sol et courants vagabonds. - Age de la conduite. - Trafic routier. - Pression de service A1 et A2 - Coups de béliers: rupture de conduites, problèmes de joints, BAISSE DU RENDEMENT DU RESEAU 4
COMMENT AMÉLIORER LE RENDEMENT? - En quantifiant les volumes avec précision: IMPORTANCE du COMPTAGE. - EN MENANT DES COMPAGNES DE DÉTECTION DE FUITES: systématiques par zoning (sectorisation). - En utilisant selon le cas: acoustique ou corrélation après pré localisation. II) FACTEURS GÉNÉRATEURS DES FUITES Pertes 25 % 20 % 15% 10 % 5% 30 Pertes (cas société d eau potable) Evolution des fuites sur le réseau 5 10 15 2 0 25 an Amélioration du rendement en 10 ans Diminution des pertes Résultat après campagne de détection 5
III) DÉTECTION DES FUITES Principe: Bruit produit au point de fuite se propageant par des vibrations dans la conduite ou des bruits au sol. L écoute se fait à l aide d un microphone sensible (500 à 3000 Hz) sur partie métallique ou posé en cloche sur le sol (100 à 700 Hz). 6
III) DÉTECTION DES FUITES Facteurs agissant sur la détection acoustique: - Matériaux de la conduite (A3). -Diamètre : plus le diamètre est petit plus le signal est mieux capté (A4). - Nature du sol: sablonneux (+) argileux (-). - Pression : forte pression (+), détection difficile à P<1b. - Bruits environnants. - Performance des équipements de détection: sensibilité capteur ampli et filtres. 7
Sectorisation du réseau: III) DÉTECTION DES FUITES Secteur DMN (m 3 /h) Volume de fuite (m 3 /j) Km ILP (m 3 /Km/j) Peripherie (A) 3,3 79 40 2 Centre ville (B) 10,8 259 20 13 Zone industrielle (C) 0,70 17 10 1,7 Zone haute 6,2 149 10 15 TOTAL 21 504 80 6,3 8
III) DÉTECTION DES FUITES Recherche par procédé Electro acoustique : 2 étapes - Prélocalisation : Ecoute pour délimitation (contacts directs) - Localisation : Détaillée par microphone au sol (analyse de l'intensité du bruit). Ex : détection à contact direct pour la prélocalisation. Ex : détection par micro de sol (type cloche) pour la localisation. A5 A6 9
III) DÉTECTION DES FUITES Recherche par Corrélation: Par enregistreurs capteurs de bruits autonomes placés la nuit pour des opérations ponctuelles ou en continu avec renvoi radio ou GSM. Les données recueillies sont analysées par logiciel permettant de soupçonner la présence d une fuite. Appareil Niveau Lieu 1 540 Pi121 2 90 Pi122 3 35 Pi123 4 9 Pi124 5 185 Pi125 6 12 Pi126 L analyse des enregistreurs permet de soupçonner une fuite ou un bruit permanent entre les capteurs 1 et 5. 10
Recherche par Corrélation: III) DÉTECTION DES FUITES d L L - d Avantages d une corrélation: -Le bruit étant permanent dans le temps, à vitesse de propagation égale de part et d autre de la fuite. L écart de temps de propagation permet de positionner la fuite par rapport au capteur installé. - Le traitement des signaux donne la ressemblance et la localisation. -Travaux de jour sans interprétation humaine et sans influence de la profondeur sur l écoute. 11
IV) RECHERCHE ET DÉTECTION DES RÉSEAUX (métalliques et non métalliques) Principe: (XYZ) Par détection d un champ électromagnétique crée par le passage d un courant électrique qui peut être: - soit introduit par un générateur: localisation par injection. - soit existant déjà (câbles élec./télécom): localisation par induction. par injection Le courant électrique est injecté directement dans la conduite, en commençant par des fréquences faibles et en augmentant progressivement (pour bien canaliser le courant dans la conduite à détecter) Il faut procéder à une mise à la terre du générateur. par induction Le courant électrique existe dans les autres composantes du sol (câbles électriques, câbles de télécommunication). Le générateur est déplacé chaque fois que le signal devient faible. Ex: Détection d un réseau métallique (A7) 12
IV) RECHERCHE ET DÉTECTION DES RÉSEAUX Ex: Réseaux non métalliques Principe : Méthode acoustique par génération de bruit Raccordé au réseau Fixé au réseau A8 13
V) PROTECTION DES RÉSEAUX COMMENT REPÉRER ET BIEN PROTÉGER? Gestion Détection ouvrages ET L INNOVATION DE PLYMOUTH? 14
V) PROTECTION IDENTIFICATION ET LOCALISATION DES RÉSEAUX PROTEGER, RECHERCHER, DETECTER, IDENTIFIER ET LOCALISER Concept:PReDIL Brevet Plymouth: Les TAGS répartis sur le grillage /en bande ou autre selon des distances qui permettent d identifier la nature du produit véhiculé: électricité, gaz, câble télécom, fibre optique, eau, assainissement,. Principe: Génération de champs magnétiques pour le positionnement (XYZ) et la lecture des distances entre TAGS, évolutif en localisation par GPS. 15
VI) CAS D UNE SOCIETE D EAU POTABLE: LA SONEDE LA SONEDE: La Société Nationale d Exploitation et de Distribution des Eaux de la TUNISIE gère, à fin 2010, 2,3 M d abonnés, 46700km de conduites (38000Dist.+ 8700Add.), 1050 réservoirs, pose annuellement en moyenne 1000km de conduites et 80000 nouveaux branchements Évolution des indicateurs des réseaux après protection Désignations 1995 2000 2005 2010 Longueur des réseaux 27505 34733 41188 46675 Nombre de casses globales 11680 12019 12067 13407 % des casses provoquées* 50% 45% 40% Nombre de casses provoquées Casses provoquées Casses /100 km 45 40 4762 3840 1981 2146 Évolution du nombre de casses globales 35% 30% 35 25% 20% 30 15% ' Année 1995 1998 2000 2005 2010 * (%) = Casses provoquées / casses globales 25 Année 1995 2000 2005 2010 16
AVEC MES REMERCIEMENTS POUR VOTRE ATTENTION 17
Débit (m3/h) I) FACTEURS GÉNÉRATEURS DES FUITES (cas société d eau potable) (Annexe 1) 45 40 20mm 35 30 25 16mm 20 15 12mm 10 5 0 2 3 4 5 6 7 8 Pression (bar) 4mm 18
I) FACTEURS GÉNÉRATEURS DES FUITES (cas société d eau potable) (Annexe 2) Tableau de pertes Diamètres Litre / minute Litre / heure m 3 / jour m 3 / mois m 3 / an 6, 0 bar 2 mm 4 mm 6 mm 8 mm 5.00 18.40 40.00 70.20 300.00 1.104.00 2.400.00 4.212.00 7.00 26.40 57.60 100.80 216.00 792.00 1728.00 3.024.00 2.592.00 9.504.00 20.736.00 36.288.00 3, 0 bar 2 mm 4 mm 6 mm 8 mm 3.20 12.00 27.00 48.00 192.00 720.00 1.620.00 2.880.00 4.60 17.20 38.80 69.12 138.00 516.00 1.164.00 2.073.00 1.656.00 6.192.00 13.968.00 24.876.00 1, 5 bar 2 mm 4 mm 6 mm 8 mm 1.80 7.00 15.00 27.00 108.00 420.00 900.00 1.620.00 2.50 10.00 21.60 38.00 75.00 300.00 648.00 1.164.00 900.00 3.600.00 7.776.00 13.968.00 19
III) DETECTION DES FUITES (Annexe 3) Matériaux de la conduite propagation Acier Vp. 1300 m/s Fonte Vp. 1200 m/s Béton Vp. 1000 m/s PE Vp. 380 m/s PVC Vp. 340 m/s 20
III) DETECTION DES FUITES (Annexe 4) Diamètre de la conduite DN 600 Mauvaise propagation DN 50 Bonne propagation 21
III) DÉTECTION DES FUITES (Annexe 5) 8 2 Equipements : 1. Récepteur AQUAPHON EW 2. Casque d'écoute 3. Support de charge et transformateur 4. Système de transport par 1 5 courroie 5. Micro de contact 7 6 6. Micro de sol 7. Micro de sol 3P 8. Canne de transport 3 4 22
III) DÉTECTION DES FUITES (Annexe 6) 9 Equipements : 1. Récepteur HL 5000 2. Casque d'écoute 3. Système de transport 7 par courroie 2 1 5 6 4. Micro de contact 5. Micro de sol 6. Micro de sol 3P 7. Canne de transport 8. Adaptateur trépied 9. Valise de transport 3 8 4 23
IV) DÉTECTION DES RÉSEAUX (Annexe 7) DETECTION DE RESEAUX MÉTALLIQUES 24
IV) DÉTECTION DES RÉSEAUX (Annexe 8) DETECTION DE RESEAUX NON MÉTALLIQUES Principe: La détection de réseaux non métalliques repose sur l écoute d un bruit généré par un générateur de bruit (raccordé à la conduite) et transmis par l eau. 25