COMMENT ACCROÎTRE L’EFFICACITÉ GRÂCE À LA SURVEILLANCE EN CONTINU DES FUITES

Dans cet article sont rassemblées les informations recueillies auprès de services des eaux des États-Unis, d’Europe, du Moyen-Orient et d’Australie, qui ont fait l’achat de dispositifs de surveillance en continu des fuites et les résultats de cette enquête sont présentés de manière structurée pour couvrir les aspects suivants:

  • comment justifier la surveillance en continu
  • l’évaluation des différentes offres de produits
  • Comment choisir le champ opératoire
  • les défis que pose l’installation
  • le recueil et la validation des données
  • comment traiter les fausses alertes
  • la gestion des modifications des procédures opérationnelles
  • le calcul de la durée d’amortissement
  • comment évaluer si une extension du programme est viable
  • les avantages opérationnels qu’offre la surveillance permanente des fuites.

L’objectif visé est de partager les connaissances, l’expérience du terrain, les avantages opérationnels  et économiques, ainsi que les économies en eau réalisées.

Figure 1.1: capture d’écran d’un dispositif de surveillance permanente des fuites

Présentation de la surveillance permanente

La surveillance permanente des fuites est une pratique qui a été mises en place par un certain nombre de services des eaux depuis ces cinq dernières années. Des enregistreurs acoustiques sont fixés par un aimant sur les vannes et les bouches d’incendie. Ils sont programmés pour enregistrer les niveaux de bruits tôt le matin, quand la pression est la plus élevée et le bruit de fond au plus bas. Grâce à une analyse particulière des données, l’éventualité d’une fuite peut être calculée sur le fondement du niveau de bruit et sa cohérence. Ces  données sont envoyées tous les jours vers un PC utilisateur ou un serveur Internet par SMS ou GPRS, selon le système utilisé. Certains systèmes possèdent un modem intégré dans chaque enregistreur, tandis que d’autres utilisent des stations-relais et des unités de recueil de données  pour réduire les coûts de transmission des données. La plupart des systèmes présentent les données sur une carte, utilisent des codes de couleurs pour les enregistreurs et organisent les r sultats dans des tableaux. Certains systèmes présentent une corrélation montrant l’emplacement exact de la fuite [voir illustration 1.1.].

Comment justifier la surveillance en continu

Il existe plusieurs raisons pour mettre en place la surveillance en continu des fuites, et il s’agit-là d’un choix  véritablement personnel et digne de réflexion pour un fournisseur. Voici, entre autres, quelques arguments à examiner :

  • la réduction de la durée d’écoulement de l’eau en raison de la fuite, en utilisant des données plus fréquentes sur les fuites.
  • préférer détecter les fuites quand elles sont minimes, de manière à pouvoir les réparer de façon contrôlée et organisée, sans devoir interrompre la distribution d’eau aux clients
  • surveiller les endroits stratégiques pour s’assurer que les conduites n’explosent pas et ne produisent aucune perturbation
  • une somme définie ou un budget de recherche pour essayer de nouveaux appareils, afin d’assurer que les méthodes opérationnelles sont optimisées
  • la volonté de réduire rapidement le gaspillage d’eau, ce qui implique de ne pas s’intéresser aux dotations budgétaires publiques ou de ne pas attendre que celles-ci soient mises à dispositi
  • le coût pour produire de l’eau douce est trop élevé pour se permettre de la gaspiller
  • réduire les fuites pour pouvoir reporter l’investissement que constitue une station d’épuration des eaux ou un réservoir
  • l’agence de protection de l’environnement n’autorise pas l’augmentation des quotas d’attribution de l’eau avant que le gaspillage ne soit résolu.

 

L’évaluation des différentes offres de produits

Des enregistreurs acoustiques sont installés à demeure depuis plusieurs, avec des relevés qui s’effectuent  généralement en passant à proximité avec son véhicule. Un bon nombre de marques sont commercialisées, offrant la possibilité  de transmettre les données par ondes radio à un véhicule mobile. Cette avancée technologique se révèle efficace si les données sont recueillies de manière régulière. Cependant, en raison de la réduction du personnel et des rotations effectuées sur le terrain, ainsi que de l’augmentation de la densité de la circulation, il est devient difficile de s’assurer de la fréquence suffisante du recueil des enregistrements permettant de réduire la durée d’écoulement des fuites. Après avoir calculé le taux d’augmentation  pour un endroit, on détermine  généralement le degré de fréquence des relevés qui doivent être effectués  à un endroit par rapport à sa superficie. Leur fréquence varie d’une semaine à un trimestre.

Ces dernières années, davantage de fournisseurs d’eau se sont mis à installer un système de surveillance qui retransmet au quotidien les données vers leur bureau ou un site Web hébergé. L’avantage de ce système, c’est qu’il ne nécessite pas d’intervention humaine et on n’a pas à compter  sur des agents pour recueilli les données. Ces données arrivant au quotidien, le délai de réaction en est augmenté de manière significative, ce qui réduit par là-même le temps d’écoulement. L’effet sur les pertes en eau est loin d’être négligeable.  L’autre avantage  que présentent ces systèmes sans intervention humaine, c’est que des algorithmes à auto-apprentissage  peuvent être ajoutés pour accroître l’intelligence du système, ce qui permet de déceler des fuites plus sournoises et de réduire les fausses alertes. En ce qui concerne l’évaluation des systèmes automatisés de recherche de fuites, il est essentiel de se fonder sur un certain nombre de critères:

  • S’agit-il d’enregistreurs de son ou d’enregistreurs –corrélateurs ?
  • La communication se fait-elle par le biais de SMS (Short Message System) indépendants les uns des autres ou par transmission radio vers un terminal collecteur de données GPRS (General Packet Radio Service= transmission par paquets) ?.
  • Vaut-il mieux un enregistreur acoustique qu’un enregistreur acoustique avec enregistrement des fréquences?

Les enregistreurs de sons détectent généralement la  position de la fuite dans un rayon de cent mètres, tandis qu’un corrélateur de bruits vous indiquera la position de la fuite dans un rayon d’un mètre seulement. Dans les lieux très fréquentés, la corrélation s’avère impossible pendant la journée. L’enregistreur-corrélateur vous permettra de réduire considérablement vos coûts liés à la recherche et à la localisation des fuites et vous permettra de réduire l’écoulement indésirable d’eau de quelques jours. Les enregistreurs-corrélateurs recueillent des données tous les jours pour détecter des fuites introuvables avec de simples enregistreurs de bruits, et il s’agit là des fuites les plus importantes. Des corrélations répétées sur plusieurs jours d’affilée au même endroit accroît la confiance que l’on a envers les appareils, ce qui réduit les risques de fausses alertes.

Les enregistreurs envoyant des SMS nécessitent d’avoir une carte SIM insérée dans chaque enregistreur et peuvent être programmés afin qu’ils envoient les données recueillies de manière quotidienne, hebdomadaire, mensuelle ou en cas d’alerte. Les enregistreurs fonctionnant par SMS sont les plus rapides et les plus faciles à mettre en place, et sont donc recommandés pour effecteur une surveillance temporaire. Les enregistreurs fonctionnant par SMS ne peuvent pas effecteur d’opérations de corrélation et la quantité de données qu’ils sont en mesure de transmettre est limitée. Les coûts générés par le fait de devoir acquérir une carte SIM pour chaque enregistreur peuvent s’avérer élevés, si on envisage de les implanter sur une période de cinq ans.

Les systèmes d’enregistrement faisant appel à la radio-transmission, à des répéteurs placés sur des lampadaires et à des collecteurs de données sur des châteaux d’eau ou des immeubles de grande taille sont capables de retransmettre de grandes quantités de données par le biais du GPRS, et ce de façon bien plus économique. Avec en moyenne une trentaine à une quarantaine de points enregistrés pour chaque unité de recueil de données, les coûts de communication ne représentent qu’une fraction des coûts engendrés par les enregistreurs fonctionnant par envois de SMS. Ce mode de communication permet de retransmettre d’autres types de données, tels que les enregistrements de sons ou l’analyse des fréquences.  L’installation se révèle un peu plus lente et plus onéreuse que dans le cas d’enregistreurs fonctionnant par SMS. Il s’avère toutefois  toujours possible de mettre place une installation comprenant  quatre-vingt points d’enregistrement en trois à quatre jours. Le capital à investir au départ  pour ce type d’installation est en général plus élevé, dans la mesure où elle nécessite plus de matériel. Toutefois, sa plus grande efficacité opérationnelle compense rapidement  les dépenses supplémentaires au moment de l’implantation.

Par le passé, les enregistreurs ont déclenché nombre de fausses alertes provoquées par des sources multiples de bruits continus dans le réseau, que l’on interprétait comme des fuites. Les appareils actuels plus sophistiqués surveillent la fréquence du son, en plus de son intensité, afin de déterminer si le bruit est de nature mécanique, électrique, ou s’il est émis par une fuite.

 

 

Illustration 1.2 : capture d’écran montrant les détails des enregistrements, dont la température
Figure 1.3: collecteur de données relié au réseau Wi-Fi

Le froid accentue le taux d’éclatement. Certains appareils plus sophistiqués prennent en compte la température [ c.f. illustrtation 1.2] pour en voir l’analyse.

Une évolution plus récente à l’origine d’une demande de la part de la clientèle a été d’adapter les unités de recueil des données pour qu’elles puissent pour faire l'interface avec le réseau Wi-Fi  à l’échelle de toute une ville, ce qui supprime le recours à des cartes SIM GPRS, et les coûts que celles-ci entraînent [en voici un exemple sur la photo 1.3.].

Comment choisir le champ opératoire

Les compagnies des eaux invoquent souvent des raisons personnelles pour mettre en place leur installation de surveillance permanente dans tel ou tel champ opératoire. S’il s’agit d’une installation à titre expérimental, il est capital de disposer d’un compteur de débit (débitmètre) et d’un enregistreur de données pour comparer les données avant et après les essais. Un réservoir semble être l’endroit idéal pour procéder à ces essais, car il est suffisamment étendu pour que l’on soit en mesure de déceler au moins une fuite pendant la durée réduite de l’essai, et doit être sécurisé pour permettre la surveillance du flux.

Le choix se porte souvent sur des zones de fuites.  Le coût d’une surveillance régulière à ces endroits est plus important et la probabilité de réduire les pertes en eau et d’en accroître ainsi l’efficacité est plus élevée. Il est essentiel de s’assurer que le débit minimal nocturne est le critère qui a été retenu pour définir une « zone de fuites ». Une zone ayant un indice de fuites structurelles peut se révéler dépourvue de toute fuite .

De nombreux distributeurs d’eau qui ne sont pas engagés dans des « actions de lutte contre les fuites »  ne sont pas en mesure de savoir où il se peut qu’il y ait des « zones de fuites » et les soupçonnent en fait de se trouver à des endroits où les fuites sont souvent déjà avérées. Si des essais doivent être pratiqués, il est vivement recommandé de procéder à un bilan hydrique du réservoir avant de choisir la zone de fuites pour  effectuer les essais.

La détection des fuites dans des endroits reculés est celle qui engendre les dépenses les plus conséquentes pour un fournisseur en eau potable, en raison des déplacements plus importants pour se rendre sur les lieux. La surveillance en continu des fuites dans ces endroits contribuera à réaliser des économies non négligeables, si l’on parvient à diminuer le nombre de déplacements nécessaires pour détecter et colmater ces fuites.

C’est dans les zones résidentielles qu’il est le plus facile d’installer des systèmes de surveillance en continu des fuites. Elles sont en général équipées de raccordements et de bouches à incendie bien répartis  et bénéficient de bons signaux GSM pour l’utilisation des enregistreurs fonctionnant avec des SMS et on y trouve  des lampadaires en abondance pour y fixer des répéteurs radio.

Il s’avère souvent plus difficile d’installer des systèmes de surveillance des fuites dans les centres d’affaires des villes. Les gratte-ciels bougent et perturbent les ondes radio. Cependant, eu égard à la complexité du réseau et au niveau élevé du bruit de fond, c’est également l’endroit où il s’avère le plus difficile d’effectuer un relevé des fuites efficace par tout autre moyen.

Illustration 1.4: un enregistreur acoustique installé sur une tige de vanne avec un support.
Illustration 1.5: clichés d’un enregistreur acoustique conçu pour être fixé au sommet des bouches à incendie.
Illustration 1.6: enregistreur-corrélateur de bruit solidement fixé à une bouche à incendie grâce à un lien constitué d’un câble en acier

Les défis que pose l’installation

Les boîtiers des vannes sont souvent très exigus et n’offrent pas la place pour y fixer un enregistreur  à l’extrémité de l’aiguille de la vanne, ou à côté de l’aiguille de la vanne. Dans l’exemple pris en photo, il faudra acheter un support en équerre pour relier magnétiquement l’enregistreur à l’extrémité  de l’aiguille de la vanne. [c.f. illustration 1.4].

l est assez difficile de trouver le bon endroit où fixer des enregistreurs acoustiques sur des bouches à incendie non-enterrées. Un enregistreur spécialement dessiné peut s’avérer nécessaire afin qu’il puisse entrer à l’intérieur de la bouche à incendie et rester branché tout en restant invisible  [c.f. illustration 1.5]. Si le vol est envisageable, il convient de prévoir un procédé de camouflage, ou de concevoir un système de verrouillage des enregistreurs. La photographie 1.6 montre un enregistreur acoustique pourvu d’un œillet en acier inoxydable et d’un lien en câble d’acier pour attacher solidement l’enregistreur à la bouche à incendie. La longueur d’onde de la norme GSM est d’environ 30 cm d’un pic à l’autre. Par conséquent, le simple fait de bouger l’antenne d’un enregistreur fonctionnant par SMS peut entraîner une grande différence quant à la qualité du signal. On procède régulièrement à l’entretien des tours sur lesquelles sont installés les réseaux GSM  et l’alignement des pics de signaux peut être modifié de quelques centimètres. Dans les cas où le signal est marginal, l’antenne devra être bougée. Il y a souvent des endroits où le signal est trop faible pour permettre la transmission souterraine et il s’avère donc qu’il faille trouver un autre emplacement pour y poser l’enregistreur, à défaut de quoi il y aura un petit écart dans le réseau de surveillance. 

Il faut fréquemment demander l’autorisation  pour pouvoir installer des répéteurs radios sur le "mobilier urbain" des autres fournisseurs d’énergie.  Chaque municipalité dispose d’une installation qui lui est propre. Dans certaines villes, une seule société a le monopole de la fourniture de toutes les énergies, alors que dans d’autres, ce sont les autorités locales qui gèrent tous les fournisseurs d’énergie. Le but est d’avoir le plus de solutions possible et d’installer les répéteurs à une hauteur qui peut varier de cinq à quinze centimètres. On installe en général des répéteurs sur :

  • les lampadaires
  • les poteaux électriques
  • les panneaux indiquant la circulation
  • les passerelles
  • les projecteurs sur les terrains de sport
  • les plaques d’égouts
  • les châteaux d’eau
  • les immeubles

 Il est assez rare de trouver une bouche où la transmission radio vers un enregistreur est impossible. La profondeur et le type de construction de la bouche détermineront le sens des signaux, vers le haut ou latéralement. Si le signal se dirige vers le haut, le répéteur radio devra être installé à quinze ou vingt mètres de l’enregistreur. S’il se dirige latéralement, le répéteur radio peut généralement être installé  à cent, voire cent cinquante mètres de l’enregistreur.

Illustration 1.7: l’installation d’une unité de recueil des données

En installant des unités de recueil de données à des endroits surélevés comme le sommet des châteaux d’eau et sur le toit d’immeubles vous permettra de réduire considérablement le nombre d’unités dont vous aurez besoin. Grâce à ces installations idéales, une seule unité de recueil de données peut desservir de quarante à cinquante points de surveillance, ce qui réduit le capital à investir et par la suite les coûts de fonctionnement des transmissions par GSM. L’unité de recueil montrée sur la photographie 1.7 est un exemple de ces installations idéales.

Le recueil et la validation des données

Il est fréquent de se fixer des objectifs au début d’un projet de surveillance en continu des fuites, de façon à en évaluer le degré de réussite, la fiabilité des données et la distance optimale entre les répéteurs constituant les critères essentiels pour ce faire.

Des impondérables surviennent et sont susceptibles d’empêcher chacun des enregistreurs de transmettre  tous les jours. Il ne serait pas tout à fait réaliste de penser que tout fonctionnera à merveille, et il est capital de se faire une idée des conditions dans lesquelles on opère et d’être conscient des faiblesses de ses appareils. Parmi les causes fréquentes de dysfonctionnements dans les transmissions, on peut recenser:

  • un enregistreur et son antenne baignant dans l’eau
  • une voiture ou un camion garé(e) au-dessus de l’enregistreur
  • la présence d’une épaisse couche de neige recouvrant l’enregistreur
  • une carte SIM défaillante
  • la puissance marginale du signal

Ces données doivent être validées à l’aide d’une canne d’écoute acoustique affichant une valeur numérique  montrant le bruit minimal pour confirmer des anomalies à la lecture des résultats. Parfois le bruit de la fuite est plus élevé à des endroits plus éloignées de la fuite. Un tel phénomène se produit lorsque des réparations ont été effectuées sur une conduite composée d’un matériau différent, ou lorsqu’il y a des erreurs sur le plan des canalisations. 

Illustration1.8 : des données sur plusieurs jours provenant d’un enregistreur acoustique de bruits.

Le relevé des données doit être relativement cohérent ou dessiner une courbe particulière. Il n’est en aucun cas nécessaire de pouvoir expliquer cette courbe, bien que cela puisse s’avérer utile. Quand il y a  absence de toute cohérence ou de courbe faisant sens, il convient de vérifier la fiabilité des données relevées en mettant en place un second appareil d’enregistrement, afin d’être en mesure de procéder à des comparaisons. L’exemple du relevé dans l’illustration 1.8 affiche des données cohérentes

Les objectifs fixés pour le chantier doivent préciser les critères  pour le type de fuites que le système est censé détecter. On pourrait citer comme exemple d’objectif de « détecter  toutes  les fuites dépassant les 10 litres à la minute sur la conduite principale ». L’espacement entre chaque enregistreur dépend de l’objectif  fixé pour le chantier considéré, de la pression, du diamètre des canalisations, ainsi que du matériau avec lequel les canalisations ont été réalisées. Cet espacement peut varier de 80 à 500 mètres. Dans la mesure où cet espacement détermine le nombre d’enregistreurs qui devront être utilisés, celui-ci peut assurément mettre en cause la viabilité sur le plan financier de la mise en place d’un chantier de recherche de fuites. Une fois que l’objectif aura été défini, il conviendra de simuler des fuites, afin d’évaluer les performances des appareils de mesure et d’essayer plusieurs écarts différents, jusqu’à obtention de l’écart optimal.

Comment traiter les fausses alertes

Les fausses alertes sont inévitables à un moment ou à un autre, et ce même en disposant d’un système de surveillance des fuites le plus sophistiqué qui soit. Il convient d’être très attentif lors de l’examen des relevés, afin d’éviter de courir après des bruits mécaniques ou électriques, au lieu des fuites éventuelles. Si un agent se rend sur le site à la recherche d’une fuite et détecte une source continue de bruit qui n’est pas provoquée par une fuite, il devra fournir les détails nécessaires sur ce bruit et la localisation de celui-ci.  En procédant de cette façon, il sera possible d’augmenter les capacités de reconnaissance du système, afin d’empêcher que la méprise ne se reproduise.

Illustration 1.9: capture d’écran du niveau et de la cohérence du bruit, tels qu’ils ont été enregistrés par un enregistreur acoustique
Illustration 2.0: capture d’écran du spectre de fréquence, tel qu’il a été détecté par un enregistreur acoustique.

Les enregistreurs plus sophistiqués analysent la fréquence en plus du niveau du bruit, afin de réduire le nombre de fausses alertes. Dans l’illustration 1.9, l’enregistreur relève le niveau élevé de bruit continu, mais après avoir analysé les données de fréquence montrées dans l’illustration 2.0, il a calculé que la probabilité d’une fuite n’est que de 1%.

Si des débitmètres ont été installés à des endroits stratégiques du réservoir, les données fournies par ces points de surveillance peuvent être recoupées avec les données acoustiques pour confirmer la présence d’une fuite, avant de dépêcher sur place l’équipe de réparation. Cette surveillance du flux peut se faire sans devoir cloisonner le système en zones plus réduites.

La gestion des modifications des procédures opérationnelles

Des procédures opérationnelles à suivre scrupuleusement devront être mises en œuvre pour s’adapter aux nouvelles conditions de travail:

  • Les fuites qui auront été signalées à un centre d’appel devront être soumises aux ingénieurs ou aux agents techniques ayant accès au système de surveillance des fuites, avant que les tâches de réparation idoines ne soient demandées au personnel sur le terrain.
  • Les informations relatives à la méthode d’installation retenue, ainsi que les plans mentionnant les coordonnées de positionnement des enregistreurs  devront être remis au personnel sur le terrain, de façon à ce qu’ils sachent précisent où se trouvent les enregistreurs..
  • Les personnes disposant d’un contrat leur permettant d’utiliser les bouches à incendie devront être prévenues de la présence des enregistreurs, de façon à ce qu’ils ne les emportent pas en souvenir ou à ce qu’ils les remettent  correctement en place.
  • Les équipes sur le terrain devront être formées quant au but du système de surveillance des fuites. Si ces équipes sont également en charge de la localisation des fuites, il sera également nécessaire de leur apprendre à interpréter toutes les données.

La gestion des nouvelles pratiques devra se faire en douceur pour que les ouvriers  aient vraiment l’impression que le système est là pour les aider dans leur travail, et non pas pour se substituer à eux. Un système de rapports doit être mis en place ou modifié pour préciser l’emplacement exact et l’ampleur de la fuite, la technique de réparation utilisée, la visibilité, le matériau qui constitue la conduite et son diamètre. Ces informations devront être recueillies pour toutes les fuites et utilisées pour évaluer les performances de l’installation. Elles devront être stockées dans une base de données relative aux fuites, qui pourra être exploitée par la suite pour déterminer quelles conduites doivent être remplacées en priorité.

Il est fréquent de procéder à une nouvelle vérification de la conduite qui a subi une réparation, afin de s’assurer que de nouvelles fuites ne sont pas apparues. Grâce au système  de surveillance des fuites, une telle vérification se révèle désormais superflue.

Quels en sont les avantages au niveau opérationnel?

Les avantages au niveau opérationnel de la surveillance des fuites dépendent des objectifs fixés par l’entreprise. Voici une liste non exhaustive des avantages fréquents qu’une entreprise en tire :

  • la diminution de la durée d’écoulement d’une fuite
  • la diminution du nombre d’heures en termes de coûts de main d’œuvre pour rechercher les fuites
  • l’attention est uniquement portée sur la recherche des fuites aux endroits où elles ont été détectées
  • une meilleure connaissance du réseau
  • ce système  permet d’attirer l’attention sur une fuite au moment où elle se produit, donc avant qu’elle n’entraîne des conséquences bien plus graves
  • la diminution du travail de nuit et des heures supplémentaires
  • ce système permet de déceler des fuites qui ne produisent pas de bruit et sont donc inaudibles pendant la journée, ou sont masquées par des fuites moins importantes
  • il permet d’économiser chaque goutte d’eau, même quand il s’agit de fuites chez un client
  • la réduction des coûts engendrés par les réparations, grâce à une intervention plus rapide
  • il permet d’améliorer la relation avec le public.

Voici des témoignages sur les avantages au niveau opérationnel de la part d’ingénieurs en charge de systèmes de surveillance des fuites :

« Grâce au système d’enregistrement acoustique qui permet de corréler l’endroit de la fuite, en fournissant à la fois sa détection et les étapes de localisation, de détection et de mesure de son ampleur, nous avons réduit les tâches à effectuer et les coûts qu’elles engendrent de 98% et avons ramené la durée d’écoulement d’une fuite à une moyenne d’une journée et demie », nous a confié Frank Tantzky de chez Albstadtwerke, en Allemagne

« Nous avons réduit le nombre d’agents proposés aux fuites employés pour rechercher les fuites et diminué le nombre d’heures supplémentaires, ce qui nous a permis de répondre favorablement à l’incitation actuelle qui nous est faite de réduire le nombre d’heures de travail et de faire des économies sur le plan financier », nous a déclaré un Français souhaitant garder l’anonymat

« L’un des avantages opérationnels se trouve dans le fait que l’on est désormais en mesure de détecter des fuites avant qu’elle n’apparaissent en surface, mais aussi de rendre le réseau plus intelligent en confrontant les résultats actuels avec les données précédentes pour y déceler des changements », nous a déclaré Malcolm Hill de chez South East Water, en Australie.

« Des améliorations notoires quant à la durée de réaction et d’intervention sur les sites présentant des fuites.

A permis de mettre au jour et de corriger de mauvaises pratiques dans notre travail de révision des systèmes d’alimentation. La formation et la mise en place de protocoles d’intervention permettra d’améliorer les normes appliquées et de réduire l’augmentation des fuites en raison de pratiques mal adaptées… Permet d’avoir une meilleure connaissance de l’infrastructure du réseau : les endroits sans risques et ceux à risques… Les problèmes au niveau de la clientèle, comme les citernes qui fuyaient, ont pu être résolus, ce qui améliore les relations que l’on entretient avec elle et augmente la valeur ajoutée de l’entreprise, en réduisant les litiges relatifs à la facturation », nous a déclaré un employé du Moyen-Orient souhaitant garder l’anonymat.

Le calcul de la durée d’amortissement

À la fin de la période d’expérimentation, ou après la réalisation complète d’un chantier, il est fréquent de calculer la durée d’amortissement des sommes investies, et de prévoir la durée d’amortissement lorsque l’on souhaite poursuivre ce projet. L’exactitude de ce calcul dépendra de la qualité des données recueillies avant et après la réalisation du chantier. Si une étude des fuites a été menée récemment  sur cette zone avant l’installation du système de surveillance, il faut tenir compte de la vitesse naturelle de montée de l’eau par rapport à la valeur de base sur la durée pour avoir une idée de l’économie qui a véritablement été réalisée.

The common components to be considered are: 

  • le coût de l’appareillage dont il a fallu faire l’acquisition
  • le coût de la transmission des données
  • le coût de l’installation
  • les économies réalisées en eau (calculées selon le prix à la production et le prix de vente au détail)
  • la réduction des dépenses en main d’œuvre pour la détection des fuites et leur réparation
  • la réduction des dépenses d’énergie et des émissions de gaz carbonique

Après avoir sélectionné un groupe d’ingénieurs et les avoir questionnés sur les économies en eau réalisées grâce au système de surveillance des fuites qu’ils ont installé, voici des extraits ce qu’ils nous ont répondu:

« Grâce à cette technologie nous avons été en mesure de réduire notre fraction minimale de bruit à 0,4 l/s, associée à une durée d’écoulement de la fuite depuis son apparition à 1 jour et demi , ce qui nous a permis de réduire nos pertes en eau à des niveaux jamais atteints auparavant », Frank Tantzky de chez  Albstadtwerke, en Allemagne.

« Bien que les calculs relatifs aux fuites ne soient pas parfaits, de nombreuses fuites ont pu être détectées et colmatées. Les fuites sont désormais mesurées et on en fait une typologie afin de mieux appréhender le rapport entre la taille des fuites et les pertes en eau  par le biais du système de surveillance en continu. Des fonctions avancées d'accès direct à la mémoire (« Direct Memory Access » ou « DMA ») sont en train d’être installées pour qu’elles puissent nous donner des chiffres de réduction des fuites plus précis », a déclaré un ingénieur du Moyen-Orient souhaitant garder l’anonymat.

 « L’enregistrement acoustique constitue notre seule stratégie de lutte en matière de perte d’eau, et nous estimons qu’il s’agit de la solution la plus rapide et la plus efficace pour réduire les pertes en eau. Les trois premiers mois, nous avons réduit ces pertes de 30 % pendant la période d’expérimentation. Nous avons depuis commandé des appareils d’enregistrement acoustique pour couvrir l’intégralité de notre réseau », nous a déclaré  Karl-Heinz Beißwänger du Zweckverband Eislinger Wasserversorgungsgruppe, en Allemagne.

 « Avec de l’eau dessalée dans une ville qui compte un million d’habitants, deux mille kilomètres de canalisations et 30% de pertes en eau, il nous suffit de réduire nos pertes en eau de 2,5%  pour que le système de surveillance des fuites soit économique », a poursuivi notre ingénieur du Moyen-Orient souhaitant garder l’anonymat.

Comment évaluer si une extension du programme est viable

Les fournisseurs  qui ont des dépenses en eau, des coûts de main d’œuvre et des pertes en eau élevés estiment que  la durée d’amortissement d’un système de surveillance en continu des fuites est relativement courte. Le retour d’informations de fournisseurs en eau européens nous apprend que la durée d’amortissement n’est que de trois mois, en ce qui concerne les fournisseurs  qui n’avaient pas mis en place un contrôle actif de repérage des fuites, et de dix-huit mois pour ceux qui exerçaient un tel contrôle et qui s’avérait efficace.

Un système de surveillance de fuites peut être une solution à envisager au lieu de construire de nouvelles stations d’épuration, des barrages ou des réservoirs, s’il permet de reporter les investissements. 

Pendant la saison sèche, ou dans des pays où les pluies sont peu abondantes, on s’orientera vers la surveillance des fuites en continu comme étant la solution la plus envisageable, car la plus viable.

Il faut une certaine dose de courage politique pour s’attaquer à la réduction des pertes en eau et à la protection de l’environnement, des motifs qui peuvent conduire à l’installation d’une surveillance des fuites en continu.

Illustration 2.1: un enregistreur acoustique modifié pour transmettre les résultats recueillis à un réseau fixe d’infrastructure avancée de comptage.

En combinant deux systèmes de surveillance ou davantage encore avec une seule infrastructure peut rendre plus attrayant le processus de mise en place d’un système de surveillance en continu. Nous assistons déjà à la collaboration entre les fabricants d’enregistreurs acoustiques et les fabricants d’infrastructure avancée de comptage  pour  concevoir des des systèmes de détection de fuites  sans intervention humaine capables de lire des compteurs (c.f. illustration 2.1 : le STAR Zonescan de chez Aclara et Gutermann).

La décision finale qui est prise quant à la rentabilité des systèmes de surveillance se fonde généralement   sur un ensemble de facteurs environnementaux, politiques et économiques. Des durées d’amortissement si courtes et la possibilité de réduire la durée d’écoulement des fuites de plusieurs semaines, voire plusieurs mois, à seulement quelques heures ou quelques jours, devraient suffire à convaincre ceux qui sont sensibilisés à la protection de  l’environnement.

Conclusion

Les informations recueillies montrent que la surveillance en continu des fuites est une pratique qui remonte à plusieurs années et que de nombreux problèmes techniques auxquels nous étions confrontés ont déjà été résolus.

La surveillance en continu des fuites permet de faire des économies, à la fois en termes de coûts opérationnels, mais aussi grâce à des pertes en eau moindres. Ces économies sont dues entre autres à:

  • la diminution du temps d’écoulement de l’eau en raison d’une fuite
  • la réduction de la main d’œuvre nécessaire pour effectuer des relevés de fuites
  • la réduction de la main d’œuvre nécessaire pour circonscrire les fuites
  • la détection de fuites qui ne produisent pas de bruit et que l’on ne remarquerait généralement pas lors d’un relevé des fuites
  • la détection et la réparation de petites fêlures avant que celles-ci ne provoquent des dégâts plus conséquents
  • la détection de fuites mineures chez les particuliers permet d’améliorer les relations avec la clientèle
  • une connaissance  plus approfondie du réseau de distribution d’eau et les endroits qui sont susceptibles de poser problème
  • une solution rapide et efficace pour réduire les pertes en eau
  • maintenir les taux de pertes en eau à des niveaux très bas.

De gros investissements en capitaux sont nécessaires  pour installer une surveillance en continu des fuites. Cependant, ils sont souvent comparables ou moindres par rapport à ceux que nécessite l’implantation d’un réseau de distribution. Les travaux à effectuer pour augmenter le nombre de canalisations, les études de conception et de modélisation hydraulique représentent des dépenses considérables dont on ne peut se passer pour construire un réseau public de distribution d’eau, et qui ne sont pourtant pas nécessaires lors de l’installation  d’un système de surveillance des fuites.

Le niveau d’eau peut être calculé par zone du réservoir et les zones qui présentent des fuites importantes peuvent être équipées d’un système de surveillance que l’on peut installer en quelques semaines seulement pour faire des économies immédiates, sans avoir à attendre deux ans l’installation de réseaux publics de distribution d’eau.. 

Plusieurs des services des eaux qui ont participé aux recherches ayant présidé à la rédaction de cet article ont calculé que le retour sur investissement ne dépassait pas une durée de douze à dix-huit mois.

Cela fait partie des bonnes pratiques que de diversifier les stratégies concernant l’eau non génératrice de revenu selon les zones, au sein de chaque réseau. La surveillance en continu des fuites produira les résultats et la rentabilité les plus rapides dans les zones où il y a des fuites, tandis que les réseaux publics de distribution et le contrôle de la pression constituent de bonnes solutions là où les fuites sont moins importantes.

Bibliographie

  • “Permanent Monitoring is the fastest way to reduce water loss in Eislingen”  par Karl-Heinz Beißwänger du Zweckverband Eislinger Wasserversorgung ( étude de cas qui n’a pas encore été publiée);
  • “Operational Efficiencies from Permanent Leakage Monitoring” par Frank Tantzky, Directeur de l'exploitation des réseaux chez Albstadtwerke (article présenté au Sommet mondial de la lutte contre les fuites, qui s’est tenu à Londres en  2011).