La sectorisation : pour une gestion proactive des fuites

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La sectorisation : pour une gestion proactive des fuites

Posté le 26 avril 2017 par George Kunkel, P.E.
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En fournissant avec succès un service de distribution d’eau potable fiable et salubre, les exploitants français ont contribué à la croissance et à la prospérité des collectivités. Un vaste réseau de canalisations souterraines achemine l’eau potable traitée aux consommateurs. Malheureusement une part importante de cette eau n’atteint jamais les consommateurs car elle s’échappe du réseau sous forme de fuites -L’évolution des rendements des services d’eau potable au Québec et en France peut être consultée sur notre benchmark).

fuite

Les services de l’eau ont de plus en plus souvent recours à des techniques de recherche de fuites pour détecter et localiser les fuites cachées ou non signalées et pour cibler les réparations. Ce travail est essentiel et tous les exploitants devraient mettre en place un tel programme. Cependant la plupart d’entre eux ne procèdent que par intermittence à des recherches de fuites, en passant en revue des tronçons du linéaire de réseau une fois tous les 1 à 5 ans. Cette méthode ne permet pas de déceler les fuites nouvelles qui apparaissent entre les intervalles de recherche. Par ailleurs, la seule détection de fuites isolées ne constitue pas une approche de gestion des fuites totalement satisfaisante dans la mesure où une partie des fuites – de minuscules suintements que l’on appelle fuites diffuses – ne peuvent être détectées par des moyens traditionnels.

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L’approche la plus stratégique en matière de gestion des fuites consiste à optimiser les trois étapes de l’existence d’une fuite :
l’étape de la détection (lorsque l’on décèle la fuite), l’étape de la localisation (lorsque l’on déploie du personnel pour localiser la fuite), et l’étape de la réparation (lorsque l’alimentation en eau est interrompue pour procéder aux réparations). La méthode traditionnelle de repérage des fuites présente des limites étant donné qu’elle ne permet pas de déceler toutes les fuites du réseau, ni de mesurer l’étendue de la fuite et d’optimiser l’étape de détection puisque les inspections ont lieu par intermittence et que de nouvelles fuites apparaissent sans cesse.

La meilleure pratique pour optimiser l’étape de détection des fuites implique que l’on mesure les débits dans des zones sectorisées des réseaux d’alimentation en eau. La sectorisation consiste à créer des petites zones en fermant des vannes pour former un sous-réseau délimité, tout en laissant au moins une canalisation ouverte, et équipée d’un compteur, pour l’alimenter en eau. Les débits habituels du secteur ainsi créé doivent être suffisamment bas pour que l’apparition d’une fuite produise une augmentation perceptible du débit avertissant l’opérateur qu’un écoulement est en cours de formation. Les services de l’eau peuvent alors envoyer de manière stratégique du personnel de recherche de fuites sur le secteur concerné pour localiser et réparer la fuite peu de temps après son apparition. Inversement, lorsque les débits de prélèvement sont dans une fourchette basse habituelle, il n’est pas nécessaire d’envoyer d’équipe sur ce secteur et l’on évite ainsi de leur faire perdre du temps.

La sectorisation ne permet pas de localiser de sources de fuite spécifiques ; mais elle sert de signal d’alerte lorsqu’une fuite survient à un endroit précis du réseau. L’exploitant est ainsi en mesure de :

  • -Déceler les fuites peu de temps après leur apparition, réduisant par là le temps de détection ;
  • -Déployer des équipes de recherche de fuite stratégiquement dans les zones où des fuites sont en train d’apparaître plutôt que de les déployer là où les débits indiqués sont normaux ;
  • -Estimer le volume de la perte d’eau dans le secteur et de faire des tests pour mesurer l’importance des fuites diffuses par rapport aux fuites non signalées ;
  • -Améliorer considérablement la précision de la localisation des fuites dans le secteur en fermant successivement différents tronçons de celui-ci pendant la nuit ;
  • -Bénéficier d’une double fonctionnalité gestion de la pression / détection des fuites, en utilisant des méthodes avancées de gestion de la pression qui permettent de mieux contrôler les zones de pressions excessives ou irrégulières, et en contrôlant les pertes importantes dues aux fuites diffuses. La zone de contrôle de pression peut coïncider avec le secteur de détection de fuite ou bien avoir un périmètre différent.

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Conception de la sectorisation

La sectorisation doit être conçue à la fois en tenant compte des objectifs de gestion des fuites et en évitant les conséquences indésirables comme une pression insuffisante ou  une qualité de l’eau dégradée. La première étape consiste à identifier les zones de fuites importantes, de haute pression et de ruptures fréquentes de conduites principales. Ce sont celles qui profiteront le plus d’une meilleure gestion des fuites. Typiquement un secteur devrait comprendre de 1000 à 3000 raccordements, parfois plus dans des agglomérations urbaines denses, et moins dans des zones rurales. Etablissez les limites du secteur aux endroits les plus propices et/ou utilisez les barrières « naturelles » lorsque le système de distribution est interrompu par une autoroute, une voie ferrée, un parc ou tout autre élément notable.

La sectorisation doit être conçue de manière à pouvoir faire face à la consommation normale et de pointe des abonnés, ainsi qu’à des pics de consommation en cas lutte contre des incendies ou de ruptures de conduites d’eau principales. Il doit y avoir une bonne circulation de l’eau à l’intérieur du secteur afin d’empêcher la dégradation de la qualité de l’eau. Avant de procéder au découpage, il faut recueillir toutes les données nécessaires concernant la zone ciblée pour la sectorisation : débit, pression, qualité de l’eau, ainsi que les fuites et ruptures de conduites des dernières années. Ces données serviront de base de référence et permettront de comparer « l’avant » et « l’après » en recueillant des données similaires après la mise en place et en fonctionnement de la sectorisation.

Il faut prévoir l’installation d’au moins un débitmètre ; d’autres équipements (capteurs de pression, équipements de communication) pourront s’avérer nécessaires selon le système prévu. Si on anticipe une variation importante entre la consommation normale et une consommation d’urgence, on peut prévoir une deuxième alimentation pour pouvoir faire face à un débit d’urgence occasionnel. Un compteur n’est pas nécessaire sur cette alimentation, par ailleurs équipée d’un réducteur de pression qui restera fermé en temps normal. Le déclenchement de l’ouverture du réducteur de pression se fera seulement en cas de détection d’un niveau de pression bas; par exemple, une pression qui aurait pour origine une forte demande en eau due à une urgence. La vanne se fermera lorsque le débit redeviendra normal.

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Conclusion

Une fois le secteur finalisé, il conviendra de s’assurer par des tests que toutes les vannes de sectionnement sont bien fermées et étanches. Des vannes qui ne seraient pas étanches ou laisseraient passer de l’eau compromettraient les mesures car un volume d’eau indéterminé s’échapperait du réseau. Les mesures de débit et de pression devront être surveillées par un système de télégestion (SCADA) ou un système similaire et les données devront être analysées en continu pour observer les tendances. Dans des conditions normales de consommation avec des pertes minimes, on devrait observer un faible débit de consommation mais lorsque de nouvelles fuites apparaissent, le débit augmente progressivement. Il est important que l’opérateur ait un moyen fiable d’identifier ce changement subtil. Les exploitants devraient utiliser un logiciel d’analyse approprié pour surveiller et évaluer continuellement les débits par rapport aux débits de référence afin d’automatiser le processus de détection de fuite. Des logiciels d’analyse fiables – comme l’application de détection des fuites d’eau FluksAquadeviennent essentiels lorsqu’un réseau est divisé en de multiples secteurs et que des débits multiples doivent être analysés continuellement.

Une grande quantité de précieuse eau potable est gaspillée chaque année à cause des fuites dans la distribution de l’eau (700 milliards de litres d’eau potable par an en France). Les exploitants devraient utiliser la technologie traditionnelle de recherche de fuites pour localiser les fuites et cibler les réparations. La seule détection des fuites ne constitue toutefois pas une stratégie de gestion des fuites exhaustive car elle a un certain nombre de limites. Les exploitants peuvent gérer les fuites de manière ciblée en surveillant en permanence les débits dans chaque zone sectorisée et en utilisant un logiciel d’analyse comme l’application de détection des fuites d’eau FluksAqua pour identifier les zones où apparaissent des fuites et optimiser le déploiement du personnel. On fait ainsi des économies de moyens humains et matériels tout en réduisant les coûts de traitement et de pompage de la station dans la mesure où elle ne fournit que l’eau correspondant aux besoins de la population.

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A propos de l'auteur

M. Kunkel est directeur de Kunkel Water Efficiency Consulting, une firme spécialisée dans le contrôle de la perte d’eau dans les services d’eau potable. Il a plus de 35 ans d’expérience dans les services d’eau et en tant que consultant. Il a dirigé avec succès le programme de contrôle de la perte d’eau à Philadelphie depuis plus de 20 ans. Il est impliqué au sein de l’American Water Works Association, et y a occupé plusieurs postes, dont celui de président du comité de contrôle des pertes d’eau. M. Kunkel est actuellement le président du sous-comité qui publie le guide d’orientation M36 d’AWWA sur le contrôle de la perte d’eau et il est coauteur du logiciel de vérification de l’eau libre d’AWWA. Il a été impliqué dans plusieurs projets de perte d’eau pour AWWA et pour la Water Research Foundation, et a été le gagnant du prix Water Star Award 2010 de l’Alliance for Water Efficiency.