Recherche de fuites : les outils se diversifient pour répondre à toutes les stratégies

Ou en sommes-nous aujourd’hui ?

Pour autant, ce chiffre, régulièrement repris par les médias nationaux, ne dit pas grand-chose de la situation réelle des services par rapport à leurs obligations. Si l’on en croit le rapport publié par le Sispea en 2018 (données 2015), au moins 19 % des services n’atteindraient pas le rendement requis par la réglementation (contre 20 % en 2014). Mais d’autres sources font état de chiffres très supérieurs. C’est, par exemple, le cas de l’agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse, qui estime, sur la base des déclarations 2016 de redevances “prélèvement d’eau”, que 41 % des réseaux d’eau du bassin ont un rendement inférieur au seuil de la loi…

Une grande diversité des stratégies et d’objectifs

« Améliorer le rendement d’un réseau d’eau potable, c’est d’abord mettre en place une stratégie globale, durable et efficace au niveau de la distribution de l’eau, explique également David Gotte, Directeur commercial de la plateforme de partage en ligne FluksAqua. Le but est de réduire les pertes physiques, mais aussi de mieux gérer le patrimoine et le fonctionnement hydraulique du réseau, ce qui conduit nécessairement à se fixer des objectifs. Il ne s’agit bien évidemment pas de viser le “zéro perte”, mais pas forcément non plus de se limiter au simple respect des seuils “Grenelle 2” ».

Pour beaucoup, l’installation de compteurs de sectorisation qui consiste à diviser le réseau en secteurs homogènes sur lesquels les volumes mis en distribution sont mesurés, comparés et analysés a constitué la première étape de cette fameuse stratégie. « Le développement de débitmètres précis, autonomes en énergie et communicants a grandement facilité les choses, de même que les évolutions enregistrées en matière de télégestion et le développement de dataloggers spécifiquement conçus pour ausculter le réseau » souligne David Gotte chez FluksAqua. « Ils permettent d’obtenir des données suffisamment pertinentes pour établir un diagnostic précis. Ce mouvement vers une instrumentation des réseaux d’eau potable est aujourd’hui bien avancé, même si certains syndicats ruraux ne l’ont pas encore totalement achevé ». Il a en tout cas permis d’élaborer des stratégies et, ce faisant, d’ouvrir le marché de la recherche fuites à des profils diversifiés, ce qui a incité les fabricants à élargir leur offre en développant des matériels plus performants mais également plus simples à utiliser.

Des matériels plus performants et plus simples à utiliser

C’est également le cas chez VonRoll Hydro, qui, pour rester bien au fait des besoins des utilisateurs, associe fabrication des équipements et prestation de service. Pour la détection permanente des fuites, les enregistreurs de données Ortomat se déclinent en différentes versions pour répondre à toutes les stratégies : de l’Ortomat classic, simple à installer (sans phase de calibrage), à l’Ortomat-MT GSM qui automatise la transmission des données au logiciel d’analyse via une carte sim. Les alarmes de fuites peuvent alors être transmises sans délai à 4 numéros cibles simultanément.

Loggers corrélants ou non ?

FAST (Groupe Claire) propose quant à lui des loggers corrélants multipoints mobiles, présentant une alternative aux autres solutions du marché.

Bien sûr, ces développements ne s’adressent pas à tous les services ni à tous les exploitants, lesquels sont confrontés à des besoins (et des moyens) différents et qui évoluent parfois de manière inattendue : la réorganisation des collectivités liées à la loi NOTRe génère des incertitudes et des inerties qui pèsent parfois sur les choix technologiques. Mais ces développements s’inscrivent dans le cadre d’un net élargissement de la palette des outils disponibles pour réduire les pertes sur le réseau.

FAST qui a intégré en 2016 le groupe Claire lequel regroupe les sociétés Sainte-Lizaigne, V.V. Electronic, Hydroméca, est spécialisée dans la recherche de fuites. L’entreprise a développé une technique de détection pour les conduites PE/PVC reposant sur un hydrophone placé au cœur du réseau : le Bidi Hydro. « Elle se présente sous la forme d’un prélocalisateur installé sur la canalisation et au contact de l'eau qui permet, grâce à sa sensibilité, une écoute de grande qualité. Ces prélocalisateurs hydrophones ont un gros avantage : ils peuvent être espacés de 100, 150 voire 200 m, quand les prélocalisateurs classiques nécessitent d’être posés tous les 20 à 30 m », explique François Vanneste, responsable produits FAST. « Ils nécessitent une intervention sur le réseau pour être mis en œuvre, mais son coût reste bien inférieur à ce qu’il aurait fallu investir si des prélocalisateurs classiques avaient été choisis ». Autre avantage, ces prélocalisateurs hydrophones permettent de réaliser une corrélation multipoints instantanée ou différée dans le temps (la nuit). « Avec une dizaine d’appareils posés tous les 100 mètres, il est possible de réaliser une corrélation sur 1 km sur une canalisation en plastique. Avec une solution traditionnelle, il faudra faire 10 fois le même travail pour arriver à un résultat similaire ». L’interface, qui se veut la plus intuitive possible, se fait sur une tablette Android, toujours dans le but de limiter l’investissement. Ces prélocalisateurs sont disponibles en version fixe mais aussi mobile. « Notre objectif est de limiter la quantité d’appareils requis en rendant la campagne de prélocalisation la plus mobile possible, et en essayant de contourner la prélocalisation à poste fixe qui coûte très cher du fait du nombre important d’appareils, d’abonnements, de répéteurs, de concentrateurs, etc. qu’elle nécessite, explique François Vanneste. Toutes les collectivités ne peuvent pas investir des millions d’euros dans des campagnes fixes. Nous avons donc cherché à promouvoir une solution mobile, voire ultramobile, puisque nos prélocalisateurs ont la faculté d’écouter la nuit et le jour, ce qui permet de multiplier les points de comparaison. Chaque heure de la journée, l’appareil peut ainsi réaliser un point de mesure. Dès la vérification effectuée, l’exploitant peut enlever l’appareil pour le placer ailleurs sur le réseau sans qu’il soit nécessaire d’attendre une deuxième, voire une troisième nuit. Notre objectif est de maximiser le temps d’utilisation de ces appareils à différents endroits du réseau ». La ville de Luxembourg utilise ces équipements depuis plusieurs années. « Elle a même développé son réseau d’eau autour de la recherche de fuite via des points d’accès au réseau prévus pour accueillir des hydrophones à la demande », précise François Vanneste.

Pour multiplier ces points d’accès et faciliter la mise en œuvre de ces technologies, FAST et Sainte Lizaigne ont développé le Sense, un hydrophone intégrable dans un robinet de prise en charge. Présenté à Pollutec 2018, le Sense permet de placer et déplacer les capteurs très simplement en fonction des besoins. « Nous pensons que la priorité, est de créer des points d’accès réseau pour pouvoir y placer des hydrophones, explique François Vanneste. De plus, ces points d’accès peuvent être utilisés par d’autres types de capteurs que ceux liés à la recherche de fuite (pression, température...) ».

Bayard, fort de sa position de leader européen sur le marché des poteaux d’incendie (PI), propose depuis Pollutec 2018 sa solution de détection des fuites à poste fixe avec corrélation automatique quotidienne sur poteau d’incendie, Sentinel®, en partenariat avec le leader mondial du secteur, la société Echologics, du groupe américain Mueller, basée à Toronto. Echologics a développé sa solution EchoShore®-DX intégrée au bouchon de PI 4 ‘’ en Amérique du Nord, solution communicante en GPRS/3G avec prélocalisation des fuites et corrélation automatique quotidienne automatique. Aujourd’hui près de 30.000 produits sont en service. Bayard a réalisé l’intégration de cette technologie dans le module Sentinel® pouvant équiper les PI de sa fabrication et ce, avec un rétrofit possible depuis 1969. « Cette solution supprime tous les inconvénients des solutions de détection des fuites piézoélectriques connues traditionnellement en Europe », souligne Pierre Bossy chez Bayard. Une détection du signal vibratoire optimisée et non sujette à la qualité de propreté ou d’aimantation sur des carrés de manœuvre de vannes, puisque Sentinel® est fixé mécaniquement sur le dessus du PI ; la qualité d’acquisition du signal est parfaite tout au long de la durée de vie de Sentinel® sans avoir à nettoyer régulièrement des bouches à clé (BAC). La qualité de communication est aussi proche de 100 % et ce, tous les jours : Sentinel® est installé sur le dessus des PI et communique à 1 m au-dessus du sol en GPRS/3G (les cartes de couverture des opérateurs téléphoniques sont données à 1 m du sol, cf. le site officiel de l’ARCEP www.monreseaumobile.fr). « Sentinel®, grâce au design de son capteur breveté et sa fixation mécanique, permet de capter de 10 à 15 décibels de plus comparativement aux solutions d’acquisition de bruit traditionnelles par capteurs aimantés, et une dizaine de décibels supplémentaires liés à l’amplification mécanique de la composante vibratoire verticale due au PI lui-même, soit un signal capté supérieur de 20 à 25 dB par rapport aux solutions traditionnelles, souligne Pierre Bossy. Ceci permet de déployer Sentinel® sur des réseaux métalliques avec 400 m entre capteurs, avec une excellente performance de détection en corrélation, ce qui n’était effectivement pas possible auparavant. De plus, les algorithmes de traitement du signal et de compression du son permettent d’assurer un filtrage des bruits parasites transitoires communs (chasse d’eau, lave-linge, lave-vaisselle, circulation) ainsi que des bruits environnementaux (pluie et vent) et les vibrations dues aux réseaux électriques ».

Le positionnement des points d’intérêts détectés grâce à la corrélation sont directement liés à la qualité du SIG fourni par le client, qui est importé dans l’applicatif Web sécurisé consultable de n’importe quel poste avec connexion internet. Plus le SIG est précis, plus le positionnement l’est aussi, à quelques dizaines de centimètres pour 100 m de canalisation. La synchronisation des modules entre eux se fait grâce à la puce GPS embarquée dans chaque module Sentinel®.

« Jamais une solution de détection des fuites à poste fixe par capteur piézoélectrique n’avait proposé un tel degré d’optimisation pour la pose, l’exploitation, la maintenance ainsi qu’une telle efficacité de détection que Sentinel®, estime Pierre Bossy. Tout produit du marché trouve des fuites, Sentinel® permet d’accéder pour la première fois avec une grande efficacité aux fuites que l’on peut qualifier d’historiques car peu bruyantes pour un coût d’acquisition, de déploiement, d’exploitation et de maintenance probablement le plus performant du marché à ce jour ».

Une palette d’outils qui s’élargit

« Nos data loggers interviennent en amont de la recherche de fuites, précise Benoit Quinquenel, Chef de projet chez Lacroix Sofrel. Ils surveillent le réseau 24h/24, remontent régulièrement les données et alertent en cas de détection d'une fuite sur un secteur. Les data loggers Sofrel LS orientent directement les équipes chargées de débusquer les fuites vers les tronçons fuyards ce qui leur fait gagner un temps précieux dans leur recherche. Le modèle Sofrel LS-V ne se contente pas de détecter une fuite. Il agit, selon un évènement (détection de fuite) ou un scénario préalablement établi, sur la pression en fonction des heures et de la demande afin de soulager le réseau et in fine diminuer le débit des fuites ».

D’autres technologies, venues de secteurs industriels différents, sont également apparues comme celle proposée par Pure Technologies, qui a récemment rejoint le groupe Xylem, avec la technologie Smartball® (Voir EIN n° 420). Elle repose sur une petite balle intégrant un hydrophone, des capteurs de température, de pression et électromagnétique, d’un gyroscope et d’un accéléromètre ainsi que d’un système d’acquisition des données stockées dans une carte SD. En circulant dans les canalisations sous pression à partir du DN 200, elle permet d’identifier les fuites de façon précise sur de longues distances, en un seul déploiement et sans interrompre le fonctionnement de la canalisation. Cette solution, plutôt dédiée aux conduites de transport, permet également de répondre à des stratégies de recherche différentes : examiner des conduites de grands diamètres permet ainsi de traiter un nombre de fuites plus limité mais générant des volumes plus importants.

Ax’eau, spécialiste de la recherche de fuites non destructive et de l’assistance opérationnelle en matière de rendement, utilise, pour l’inspection des feeders, un dispositif similaire nommé Spoutleak. Cette sonde multi-mesures (pression, température, gyroscope, accéléromètre) en plastique PTFE, dispose de l’agrément sanitaire ACS et est 100 % développée et assemblée en France (Voir EIN n° 420). « Cette technologie nécessite un important savoir-faire, tant dans le cadre de sa mise en œuvre qu’en matière d’interprétation des résultats », explique Thibault Baccherini, Responsable Technique chez Ax’eau. Spoutleak diagnostique, en une seule fois, tous les types et longueurs de conduites de transport même sans point de contact et profondes. L’analyse des données acquises permet de détecter et localiser les anomalies du réseau (fuites, poches d’air, organes hydraulique défaillants…), retracer le profil en long de la canalisation et évaluer son taux d’encrassement. « Au-delà de la recherche de fuites, Spoutleak permet l’enrichissement du SIG et contribue ainsi à une meilleure gestion patrimoniale des conduites sensibles », précise Thibault Baccherini.

« Ces technologies, réservées aux gros diamètres, nécessitent un important savoir-faire, tant dans le cadre de leur mise en œuvre qu’en matière d’interprétation des résultats, estime cependant Maxime Kieffer. Elles ne sont pas conçues pour être mises en œuvre par les exploitants eux-mêmes tant les paramètres à maîtriser et les sources potentielles d’erreurs sont nombreux ».

Des technologies en phase de tests

Sewerin, au travers de sa R&D, suit de près les techniques de détection satellitaires, mais juge les faux positifs trop nombreux pour l’instant. « Soucieuse d’évaluer chaque technologie, notre maison mère allemande associe fabrication et prestations de services, complète Maxime Kieffer. Une centaine de chercheurs de fuite tournent ainsi en Allemagne en conditions réelles pour évaluer les réponses apportées par les équipements au regard des problématiques rencontrées sur le terrain. Pour l’instant, nous n’avons pas trouvé de méthode plus efficace que d’aller chercher les fuites avec un corrélateur électroacoustique après avoir placé, en amont des loggers fixes ou mobiles. Mais nous privilégions une approche technologique agnostique et veillons à rester suffisamment agiles pour proposer, en fonction du terrain, des objectifs, des stratégies, et de la technicité de mise en œuvre, la solution la plus optimale ».

Analyser des données qui peinent à converger

Geomod, le distributeur français des logiciels développés par Innovyze, propose un ensemble d’outils afin de diminuer les fuites, et d’augmenter le rendement des réseaux d’eau potable. Grâce à l’analyse opérationnelle en temps réel, la modélisation hydraulique des réseaux et la gestion patrimoniale, on obtient une solution efficace pour réduire le volume des eaux non facturées. SCADAWatch, outil d’analyse opérationnel en temps réel, est une plateforme web qui analyse les données de télémétrie de terrain et du SCADA en temps réel. Il permet par exemple d’identifier les zones où le volume d’eau non facturé est le plus élevé, de localiser rapidement les fuites, de recevoir des alertes de franchissement de seuil, etc ;

« C’est l’un des enjeux actuellement importants en matière de recherche de fuite, explique David Gotte chez FluksAqua : arriver à faire converger toutes ces données vers un outil unique qui permette à l’exploitant de tirer le meilleur parti de tous les outils déployés sur le terrain en détectant rapidement une éventuellement anomalie ». Pour faciliter la vie de l’exploitant sans qu’il soit nécessaire d’investir ni d’intervenir sur le système informatique du service, FluksAqua a développé une application de sectorisation capable de s’interfacer avec un ou plusieurs postes centraux de télégestion ou de supervision ou avec des serveurs externes de données en parallèle, pour afficher dans des tableaux de bord de manière simplifiée les indicateurs clés préalablement configurés par l’exploitant. « Il s’agit de trouver un juste équilibre entre l’information pas ou mal interprétée, du fait d’une absence d’outil, ou à l’inverse d’un trop grand nombre d’outils, ou encore d’outils trop complexes dans lesquels la donnée importante se perd parmi des indicateurs secondaires », souligne David Gotte. Evidemment, ce “juste équilibre” varie selon l’exploitant, les moyens dont il dispose et les contraintes auxquelles il doit faire face. Exploitable en mode Saas, le tableau de bord a été développé avec le concours actifs d’utilisateurs pour privilégier son caractère intuitif et pragmatique. « L’objectif est de collecter les données avant de les croiser puis les analyser via des algorithmes pour leur donner de la valeur ajoutée, c’est-à-dire du sens, et ainsi améliorer la performance des équipes sur le terrain ». L’application, disponible sous la forme d’un abonnement dont le coût varie en fonction du nombre d’équipements suivis, permet de suivre aussi bien un compteur unique (25 €/mois) qu’une cinquantaine de secteurs, et peut évoluer au gré des besoins de l’exploitant. De nombreux exploitants chez Veolia, la Roannaise des Eaux, le Grand Poitiers, la ville de Saint Quentin ou la Régie des Eaux Gessiennes l’utilisent quotidiennement pour détecter les fuites qui affectent leur réseau.

La réactivité est l’un des leviers d’optimisation des plans d’action de réduction des pertes physiques. En ce sens, Ax’eau inclue systématiquement dans ses prestations de recherche de fuites l’accès à sa plateforme Ax’eau Connect qui fait remonter en temps réel la géolocalisation des anomalies relevées sur le terrain avec des données attributaires qualifiées. Une fonction de « Businesss Intelligence » fournit, quant à elle, des statistiques et des indicateurs de performances précis. Pour optimiser les process, la plateforme intègre des fonctions de Work-flow et est connectée au SIG du client. Le gestionnaire du réseau peut ainsi administrer rapidement les interventions liées aux défauts détectés et optimiser son efficacité opérationnelle et budgétaire.