Gestion patrimoniale : des outils opérationnels en toute circonstance
30 octobre 2020Paru dans le N°435
à la page 93 ( mots)
Rédigé par : Emmanuelle CREDOZ
Avec la problématique croissante de la ressource, les exploitants sont en demande d’outils spécifiques afin d’entretenir les réseaux, optimiser leur rendement et programmer leur renouvellement. L’exploitation des données pour une connaissance toujours plus fine du patrimoine est au cœur des solutions technologiques qui se développent sur le marché.
900.000 kilomètres de réseaux d’eau potable, un rendement qui stagne avec un taux constant de 20 % de fuites : une situation qui conduit collectivités locales, syndicats, régies ou grands groupes de distribution à se tourner de plus en plus vers des solutions spécifiques. La connaissance du réseau, de son état et de son fonctionnement est la clé pour agir de façon efficiente.
Le groupe Saur a déployé vers 20 centres d’exploitation une solution de gestion patrimoniale de ses réseaux en web et en mobilité avec 1Spatial.
Christian Laplaud, PDG d’Altereo et président de la Filière française de l’eau, l’affirme haut et fort : « Il s’agit de détecter les fuites le plus rapidement possible pour en limiter la durée, en identifiant les zones où le risque est le plus important. Ces tronçons du réseau sont à renouveler en priorité. Actuellement, en France, 0,5 % à 0,6 % des réseaux sont renouvelés, ce qui représente 1,5 milliard de travaux, avec un impact quasi nul sur le rendement (- de 0,8 %). Avec une programmation de renouvellement ciblée, à raison de 5 % du réseau par an, 50 % des fuites peuvent être évitées ».
A l’origine de toute détection : les données de description du réseau et de ses composantes, avec les trois caractéristiques de base (matériau, diamètre, date de pose) ; les données historiques liées aux défaillances (casses, fuites) ; et les interventions effectuées. Intégrée dans un SIG rendant possible de localiser, de compiler, de traiter et d’exploiter l’information, la base de données se construit et s’enrichit au fil du temps.
L’externalisation et la fiabilité des données
« ArcGIS fournit un système SIG spécifique basé sur une plateforme cartographique. Il permet à l’exploitant de localiser les données fondamentales du réseau concernant les branchements, les équipements, les capteurs, les vannes, etc ; de les partager de façon sécurisée et de les analyser, explique Régis Becquet, responsable marché eau, propreté et environnement chez Esri France. Le client reste à tout instant maître de ses données ; il peut installer le logiciel sur son propre serveur en interne ou nous demander d’héberger son système en France ».
Pour effectuer un diagnostic du réseau, la fiabilité des données est un enjeu majeur. La solution 1Integrate de 1Spatial, hautement automatisée, répond à la problématique de recalage géographique des données dont la saisie est bien souvent antérieure à la précision GPS. Mis en œuvre par Saur et par Veolia notamment, l’outil permet de faire du « nettoyage » de données. Il offre aussi la possibilité de faire de l’inférence. Basé sur la modélisation de connaissances existantes, le système peut déduire des informations sur les caractéristiques des réseaux avec un taux de fiabilité de près de 80 %.
« On obtient des données fiables rapidement et sans aller sur le terrain, donc à moindre coût ; celles-ci sont vérifiées et confirmées ultérieurement », précise Roland Mousset, directeur de production chez 1Spatial France-Belgique. « L’amélioration de la qualité des données est progressive et continue. L’objectif de cet outil est d’avoir le plus haut niveau de confiance dans la donnée dont on dispose ».
L’application vGIS Utilities d’Esri est disponible sur une grande majorité de smartphones et de tablettes. Elle peut être complétée par des lunettes pour plus de précision sur l’emplacement d’un réseau ou de la profondeur de celui-ci.
Geomod propose la gamme InfoAsset, et plus particulièrement InfoAsset Manager, un SIG dédié à la gestion patrimoniale des réseaux d’eau. Ce logiciel permet aux gestionnaires de gérer, intégrer, valider, analyser leurs données de réseau afin de fournir des informations précises, vérifiables et à jour. Il permet également de présenter l’infrastructure réseau actuelle, antérieure et à venir, ainsi que les données de performance dans des formats faciles à utiliser.
D’autres outils sont disponibles sur le marché notamment CARL Maps GIS de l’éditeur CARL Berger Levrault qui permet d’interopérer entre la GMAO CARL Source et le SIG d’ESRI (ArcGIS Enterprise) en 2D et en 3D, 1Spatial avec sa gamme complète autour de arcOpole Pro sur ArcGIS, ou Geoserver (open source), Géotech avec ViSit Anywhere®, Sirap avec X’map® ou encore Hexagon SI avec la solution GeoMedia Smart Client.
CARL Maps GIS de l’éditeur CARL Berger Levrault qui permet d’interopérer entre la GMAO CARL Source et le SIG d’ESRI (ArcGIS Enterprise) en 2D et en 3D.
Ciril GROUP édite, au sein de sa plateforme SIG GEO Software, une gamme complète de solutions métiers parmi lesquelles des GEO Solutions dédiées aux métiers de l’eau et de l’assainissement (GEO ANC, GEO AC, GEO Eau Potable, NetGeo et SmartGeo) permettant aux exploitants et gestionnaires de réseaux de référencer, exploiter, superviser et maintenir les éléments de patrimoine, réseaux et infrastructures techniques.
Basée sur la mesure et l’analyse de pression, Ax’eau, de son côté, propose sa sonde multi-mesures Spoutleak, d’une densité proche de l’eau. Introduite dans la conduite, elle circule en mesurant en continu les variations de pression jusqu’au point d’extraction. La solution Spoutleak permet de diagnostiquer en une seule fois les conduites de transport, même profondes et sans point de contact. L’analyse des données collectées permet de localiser précisément les fuites, les anomalies ainsi que de définir le profil en long et d’évaluer le taux d’encrassement de la conduite.
Au-delà de la recherche de fuites,Spoutleak permet l’enrichissement du SIG et contribue ainsi à une meilleure gestion patrimoniale des conduites sensibles.
Une cartographie enrichie et partagée
Le Système d’Information Géographique métier structure les données et permet de les consulter et de les actualiser efficacement. Avec des bilans sous forme de dashboards, de courbes d’évolution, les exploitants sont en mesure de gérer tout le cycle de vie de l’information et de comprendre les dysfonctionnements de leurs réseaux, avec deux objectifs majeurs : prévenir les fuites et les réparer.
Sofrel LS de Lacroix-Sofrel fournit les données de sectorisation et permet de faire le diagnostic à distance de l’état de fonctionnement du débitmètre.
Des applications comme Wat.gis de Somei ont développé un moteur topologique dédié permettant de garantir l’intégrité des réseaux digitalisés et leur cohérence avec les réalités du terrain.
L’utilisation conjointe de la cartographie et des outils informatiques permet de mettre en place un outil complet et efficace de gestion des réseaux. La technologie Geoconcept permet, en amont, de sectoriser et découper les territoires géographiques des interventions en affinant et en optimisant les contours des différents secteurs.
Pour assurer la mise à jour régulière, voire permanente, des données, la mobilité du système est un point important. « Il n’est pas envisageable aujourd’hui qu’un opérateur de terrain ne soit pas équipé d’un SIG embarqué, car c’est lui qui possède la meilleure connaissance des réseaux, affirme Roland Mousset de 1Spatial. Pour remonter l’information dans la base de données centrale, mettre les données à jour, il doit bénéficier d’un outil pertinent qui lui servira aussi de guide pour intervenir sur le chantier ».
Les résultats cartographiques embarqués dans l’application HPO® présentent
les canalisations à renouveler en priorité sur la ville de Nouméa.
Autre aspect essentiel : la collaboration de tous les acteurs du système. « De nombreux documents peuvent être associés à la donnée que l’opérateur a relevée : photos, rapports de visites…. La solution SIG doit permettre à tous les acteurs, internes ou externes, de consulter directement les informations, c’est un outil collaboratif qui s’interface avec les applications déjà installées », précise Catherine Gauthier, responsable marketing chez 1Spatial.
La gamme collaborative InfoAsset est basée sur la solution centrale InfoAsset Manager. Une application web, InfoAsset Online permet de visualiser toutes les données du SIG InfoAsset Manager via un navigateur web, de générer des rapports ou des plans dans le cadre des DT/DICT. InfoAsset Mobile, l’application mobile personnalisable, permet aux agents de terrain de remplir des formulaires pouvant inclure des pièces jointes telles que des photos. Ceux-ci sont ensuite directement envoyés dans la base de données centralisée InfoAsset Manager pour validation et mise à jour du SIG. D’autre part, pour assurer l’ouverture de la solution, une API est disponible afin de permettre l’interfaçage d’applications tierces.
Des fonctionnalités multiples pour un outil métier
La plupart des logiciels permettent une analyse précise et multicritère du réseau en ciblant les besoins spécifiques de l’exploitant : recherche de fuites, gestion des interventions, pose et dépose de réseaux… « Notre système peut être croisé avec d’autres SI existants : Gestion de maintenance assistée par ordinateur (GMAO) pour affecter des tâches aux opérateurs, Gestion de la relation client (CRM) pour informer les abonnés en cas de coupure d’eau…, indique Régis Becquet d’Esri France. Nous développons aussi de nouvelles couches informatiques afin de répondre à des besoins très précis et apporter une solution clé en main ».
Le logger SePem 300 de Sewerin comporte un micro piezo ultra-sensible optimisé pour la détection de fuites sur de grandes distances, avec communication GSM sans carte SIM.
Parmi les innovations, l’utilisation de la 3D et du BIM. Cette convergence BIM et SIG 3D permet d’afficher en quasi instantané des jeux de données de type modèle numérique de terrain ou encore modèles Revit dans l’application ArcGIS, afin de gérer et analyser le patrimoine au plus proche de la réalité : analyse de pression et sens de l’écoulement des réseaux en zone montagneuse, partage et analyse des données d’intervenants divers – géomètres, maîtres d’ouvrages, sous-traitants…
Avec vGIS Utilities, la solution avancée de réalité augmentée d’Esri, les opérateurs obtiennent la visualisation de toutes leurs données in situ pour une analyse précise de leur réseau dans le cadre des déclarations de travaux (DT/DICT).
1Spatial a de son côté développé des outils de cartographie thématiques qui permettent de gérer la défense contre l’incendie, grâce à des outils de définition de la couverture du réseau basés sur des règles métier, intégrant les débits, les pressions, les capacités et l’analyse spatiale. Des simulations de pose d’équipement sont élaborées avec des scénarii de protection des bâtiments.
Wat.gis de Somei permet lui d’évaluer les conséquences de modifications du réseau en se couplant au logiciel de simulation d’écoulement Piccolo. À partir d’une version simplifiée du réseau décrit dans le SIG, le simulateur calcule les vitesses, les pressions, les débits et l’évolution des niveaux des réservoirs.
Prédire pour rénover et renouveler les réseaux
Avec leurs fonctions prédictives, les solutions SIG vont encore plus loin et constituent pour les exploitants des outils précieux d’aide à la décision. Évaluer la probabilité de défaillance d’une partie du réseau ou sa durée de vie va permettre d’établir à court ou moyen terme un programme pluriannuel de travaux ou à long terme, un schéma directeur.
Les calculs sont basés sur les données structurelles des réseaux, leurs caractéristiques, leur historique, qui sont croisées avec d’autres critères, relatifs à la pluviométrie, au renouvellement de la voirie ou au trafic sur le réseau routier, aux bâtiments sensibles (écoles, hôpitaux, etc.). C’est le cas d’InfoAsset Planner, distribué par Geomod. Intégré à ArcGIS, cet outil d’aide à la décision permet de définir des programmes pluriannuels de réhabilitation avec une gestion budgétaire maitrisée. L’analyse de coût du cycle de vie permet de définir la meilleure période pour appliquer les actions recommandées à chaque actif.
Mis en oeuvre dans les Métropoles de Chartres, Orléans, Limoges et aussi à Nouméa et en Namibie, HpO® d’Altereo recourt à l’intelligence artificielle. Grand Prix National de l’Ingénierie 2019, ce système élabore un indicateur de risque de défaillance à partir des données passées et de critères multiples, techniques et budgétaires. « Avec une performance en termes de fiabilité, démontrée sur cas réel, sur laquelle nous nous engageons », déclare Christian Laplaud, PDG d’Altereo.
L’application InfoAsset Mobile, ici sur smartphone, permet aux agents de terrain de mettre à jour le réseau et d’avoir accès aux données géo-localisées.
« Nous savons que l'efficacité des systèmes de détection de fuites dépend très fortement de la qualité et de la régularité des données enregistrées et transmises vers les systèmes informatiques de supervision ou de SIG, rappelle Alain Cruzalebes directeur de Perax Technologies. Cependant, les conditions réelles sur sites sont multiples et très contraignantes : très forte humidité, voire submersion fréquente des équipements, pas d'énergie disponible, pas de réseau filaire de communication et des réseaux cellulaires ou radios de qualité très variable. Pour être efficientes, les solutions déployées doivent pouvoir s'adapter à chaque situation. Elles doivent de plus être "ouvertes" afin de permettre aux intercommunalités de consolider les données de réseaux ayant fait l'objet d'investissement et d'installations avec des matériels de fabricants multiples.
C'est pourquoi, en complément de sa gamme Smartlog, permettant de transmettre des informations via SMS ou EGPRS (2G) en fonction du réseau disponible, la société Perax Technologies mettra très prochainement sur le marché sa toute nouvelle gamme DeltaX communiquant via LTE-M (4G) avec replis EGPRS(2G) et SMS. Il sera ainsi le premier produit adaptable aux réseaux cellulaires disponible sur chaque site. De plus, son protocole standard MQTT le rend utilisable par tous les superviseurs et les plateformes IoT ouvertes du marché ».
Les data loggers Sofrel LS de Lacroix-Sofrel télérelèvent en continu les index de chaque point de comptage transmis par les débitmètres ou les compteurs. Ils calculent les débits d’eau moyens, maximums et minimums, ainsi que les débits de nuit (des données clés) et communiquent des bilans journaliers au système central. Dès que les données montrent une anomalie dans les débits ou des consommations excessives, les appareils émettent des alarmes SMS vers les équipes chargées de localiser et réparer les fuites. La Communauté de Communes de Quimperlé a ainsi mis en place une sectorisation de son réseau et l’a équipé avec 100 loggers de ce type, ce qui lui a permis d’obtenir un rendement de 95 %. « L’objectif est de communiquer toutes les données du réseau en temps réel. Cela suppose une fréquence élevée de transmission, des échantillonnages de données, qui rendent le dispositif très énergivore. Nos dernières innovations consistent à fournir aux loggers un apport externe en électricité grâce à de grosses batteries, des panneaux solaires ou des microturbines branchées sur le réseau d’eau », explique Benoît Quinquenel, chef de projet marketing digital chez Lacroix-Sofrel. Un enjeu majeur pour une information qui a vocation à alimenter des bases de données en vue des smart cities (hypervision).
La gamme de loggers SePem de Sewerin est quant à elle spécialisée dans la sectorisation acoustique, avec des mesures de bruit sur les réseaux effectuées toutes les nuits. « L’information délivrée est traitée par l’appareil au préalable ce qui la rend particulièrement adaptée aux communications IoT » précise Maxime Kieffer, responsable commercial et marketing. Le SePem 300 comporte un micro piezo ultra-sensible optimisé pour la détection de fuites sur de grandes distances, avec communication GSM sans carte SIM. Les mesures sont programmables de quelques minutes à plusieurs heures, 4 années de communication sont incluses. Il offre une autonomie de 6 à 7 ans dans un usage standard.
Le fabricant lancera en septembre une nouvelle technologie de capteur hydrophone. Directement immergé dans la canalisation, ce système est réputé très performant pour les réseaux de gros diamètres qui sont acoustiquement plus complexes à « écouter ».
De nouveaux outils se développent et permettent de déduire, avec très peu de données l’état réel d’un réseau ou d’une canalisation : Canascan®, le nouveau service de Sade, permet de collecter et de télécharger à tout moment, à partir d’une interface web dédiée tous les types d’informations concernant l’état du patrimoine hydraulique.
Suez a développé NetScan™ : une solution de gestion patrimoniale des réseaux d’eau potable qui renforce la stratégie d’amélioration de la performance proposée par Aquacircle™. En couplant les dernières technologies d’inspection des réseaux à des algorithmes de Machine Learning, NetScan™ permet d’évaluer l’usure des canalisations à court et moyen terme, d’identifier les tronçons à risque et, ainsi, de mieux cibler le renouvellement des canalisations.
Le DeltaX est la nouvelle solution IoT auto-adaptative LTE-M (4G) / EGPRS (2G) / SMS de Perax Technologies.
Xylem Smart Solutions s’intéresse aussi, avec la suite de services Visenti, à la surveillance des fuites en temps réel, sur tous diamètres de canalisations. Outre les capteurs déjà installés par l’exploitant (débitmètres, corrélateurs), Visenti installe des hydrophones et capteurs de pression transitoire et envoie automatiquement sur un cloud les données « mixées » par un logiciel (VIEW) qui permet de diagnostiquer l’ensemble du réseau.
Grâce aux informations issues de prélocalisateurs acoustiques de fuite, Birdz propose une solution de pilotage en continu du rendement de réseau et d’aide à la détection des fuites, basée sur une approche de sectorisation et de bilans hydrauliques.
Le service intitulé « gestion de réseau » propose le calcul quotidien de plusieurs indicateurs de performances du réseau d’eau : volume d’eau mis en distribution, volume d’eau consommé, pertes apparentes, rendement de réseau, indice linéaire de perte ILP, débit de nuit. Une fois les informations de rendement obtenues et les secteurs les moins fiables identifiés, l’application permet d’indiquer les zones où les fuites sont les plus importantes.
L’utilisation de la bathymétrie permet d’améliorer la sécurité des relevés, leur exhaustivité, et de diminuer de moitié les coûts d'inspection.
De son côté, Bathy Drone Solutions propose des prestations de bathymétrie, de prélèvements et d’inspections par drones aquatiques et sous-marins. L’utilisation de drones et de caméras endoscopiques permet d’améliorer la sécurité des inspections mais aussi d’en améliorer la qualité et la vitesse de réalisation. Utilisées depuis plusieurs années sur les cours ou plans d’eau, la mise en œuvre de la technologie est aussi possible sur tous les types de canalisations en charge ou non à partir de 5 cm de diamètre. Munis de cameras 360°, les équipements réalisent des relevés de manière très rapide. Les prises de vidéos et photos haute définition sont réalisées en continu sur les machines générant ainsi des inspections exhaustives et rapides. La restitution des données s’effectue sous la forme de rapports complets ou de données brutes relevées selon les besoins de l’exploitant.
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