Vous êtes

Sélectionner

Réduire la taille texte Rétablir la taille du texte par défaut Agrandir la taille du texte Partager cette page Favoris Courriel Imprimer

Des outils pour la sécurité des réseaux de distribution d’eau potable 

Suivi des écoulements dans le réseau d'eau expérimental du Technologiezentrum Wasser (TZW), Allemagne © A. Korth/TZW

08/01/2018

De la station de traitement à nos robinets, l’eau chemine via un vaste réseau de conduites le long duquel elle peut être contaminée, accidentellement ou délibérément. En lien avec des gestionnaires de réseaux de distribution de l’eau, des scientifiques d’Irstea, experts en modélisation hydraulique, contribuent à développer des outils pour mieux anticiper et gérer ces contaminations.

Avant de couler au robinet du consommateur, l’eau parcourt un réseau de conduites de plusieurs centaines, voire plusieurs milliers de kilomètres. Le long de ce trajet, l’eau est exposée à des contaminations. Si la chloration classiquement utilisée en France permet de maîtriser la plupart des causes usuelles de contaminations (proliférations bactériennes notamment), le risque demeure en cas d’évènements imprévus, accidentels, délibérés ou résultant de catastrophes naturelles (tremblements de terre, inondations…). Des évènements qui peuvent avoir des impacts tant sur les quantités approvisionnées que sur la qualité de l’eau.

Tracer les contaminations en temps réel

Depuis plusieurs années déjà, des scientifiques du centre Irstea de Bordeaux ont fait de la sécurité des réseaux de distribution d’eau leur spécialité. Après avoir conçu un dispositif composé de capteurs physicochimiques pour détecter une anomalie dans le réseau d’un site particulier, en l’occurrence le stade de Wembley de Londres (projet SecurEau), ils se sont penchés sur des réseaux de plus grande échelle. Dans le projet SMaRT-OnlineWDN, mené en partenariat avec trois opérateurs industriels – les services des eaux de Strasbourg et de Berlin, et celui du VEDIF[1] qui dessert 150 villes d’Ile-de-France –, ils ont cherché à optimiser la traçabilité des contaminations sur des réseaux de plusieurs milliers de kilomètres, en temps réel[2]. Pour cela, des outils d’acquisition et de traitement de données en temps réel, des algorithmes de détection basés sur des analyses statistiques, et des outils de modélisation hydraulique ont été développés. « À Irstea, nous nous sommes attachés à modéliser et prédire les écoulements d’eau et le transport de polluants, aussi bien inertes qu’évolutif[3], en fonction de la géométrie du réseau et des quantités d’eau tirées le long du réseau (les consommations impactent en effet la vitesse d’écoulement et donc le transport des molécules). Pour cela, nous avons perfectionné et complété le logiciel de modélisation des écoulements, Porteau, développé par Irstea il y a une trentaine d’années », précise Olivier Piller, coordinateur du projet.

Ces travaux ont permis, d’une part, de définir le nombre de capteurs nécessaires et leur emplacement optimal le long de ces énormes réseaux et, d’autre part, d’élaborer les outils pour traiter et analyser rapidement les masses de données qui en sont issues. À la clé : une détection immédiate des contaminations et un suivi jusqu’à leur source (grâce à l’historique des données), permettant de mettre en œuvre les mesures adaptées (fermeture des vannes appropriées pour isoler les conduites contaminées par exemple). Transférables à n’importe quel réseau de distribution d’eau, les outils SMaRT-OnlineWDN sont d’ores et déjà exploités par les partenaires du projet ; ainsi le service du VEDIF bénéficie désormais d’un réseau de 200 capteurs qui surveillent en temps réel ses quelques 8 000 km de réseau.

Améliorer la résilience des réseaux pour mieux gérer les situations de crise

Forts de ces avancées, les spécialistes d’Irstea poursuivent aujourd’hui leurs travaux dans le cadre du projet ResiWater[4]. Objectif : mieux préparer les gestionnaires des réseaux de distribution à la gestion de crise, en améliorant la résilience de leur réseau. « La résilience se définit comme les moyens, face à une situation de crise comme une catastrophe naturelle ou une cyber-attaque, de réduire les impacts sur la distribution d’eau, d’améliorer la robustesse du fonctionnement du réseau, de solutionner la crise au plus vite et de manière la plus pertinente », commente Olivier Piller, également coordinateur de ResiWater.

En améliorant les outils issus de SMaRT-OnlineWDN (optimisation des systèmes de détection, introduction de biocapteurs en complément des capteurs physicochimiques…), les scientifiques d’Irstea et les partenaires du projet ResiWater ont donc imaginé de nouvelles façons de gérer les réseaux pour minimiser les impacts d’une contamination ou d’une défaillance importante de la distribution en eau. À travers divers scénarios de crise et des mises en situation, ils ont testé des outils d’aide à la décision, comme un simulateur d’entrainement ou des indicateurs de performance (pression de l’eau, nombre de consommateurs impactés…), et ainsi identifié les plus pertinents pour permettre aux gestionnaires de réagir plus vite et plus efficacement. En complément, les économistes d’Irstea impliqués dans le projet ont développé des méthodes d’analyses de cycle de vie et d’analyses coûts-bénéfices afin de proposer les solutions efficaces mais aussi durables et économes. Expérimentés dans un premier temps par les services d’eau partenaires du projet, les outils seront à terme mis à disposition de tous les gestionnaires de réseaux. Pour l’heure, rendez-vous est pris pour la restitution publique des résultats qui se tiendra à Dresde en Allemagne, en juin 2018.

Consulter le site du projet SMaRT-OnlineWDN

Consulter le site du projet ResiWater

En savoir plus

[1] Veolia Eau Ile-de-France

[2] Projet financé par l’ANR et le BMBF (2012-2015).

[3] Le logiciel simule le transport de constituants inertes qui restent intacts lors du parcours dans le réseau, mais aussi de constituants qui évoluent (prolifération de bactéries, dégradation du chlore…).

[4] Projet financé par l’ANR et le BMBF (2015-2018).