Prise de contrôle des fuites – Des idées et des outils novateurs pour les services d’eau

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Prise de contrôle des fuites – Des idées et des outils novateurs pour les services d’eau

Posté le 10 juin 2016 par George Kunkel, P.E.
Posté dans Cas pratiques, Eau potable, Questions d'exploitation, Taggé gestion des fuites d'eau,

C’est aussi simple et malheureux que ça : les systèmes de canalisation qui fournissent de l’eau potable aux communautés fuient, certains abondamment. L’eau potable est une ressource très précieuse, car elle a été traitée afin de la rendre sans danger pour l’ingestion dans le corps humain.  L’eau a aussi été alimentée par des opérations de pompage qui lui permettent de se déplacer à travers les vastes réseaux de canalisations souterraines. Les fuites d’eau représentent un gaspillage des ressources nécessaires au traitement et à l’approvisionnement en eau. De plus, ces fuites signifient que les services d’eau puisent plus d’eau des rivières, des ruisseaux et des aquifères, qu’en ont besoin leurs clients.

Bien que des moyens rentables existent pour contrôler les fuites, la plupart des services d’eau pratiquent une gestion réactive à l’égard des fuites, en répondant uniquement à des fuites ou ruptures visibles qui ont été signalées et qui remontent de l’eau dans les rues ou inondent les niveaux souterrains des bâtiments. Cependant, la plus grande partie de l’eau perdue par les fuites ne remonte jamais à la surface étant donné qu’elles se produisent à petits volumes, sur une longue distance et cachées sous terre. Ces fuites non signalées ne sont détectées qu’au moment où une gestion proactive des fuites ou des activités de recherche et de détection de fuites cachées sont pratiquées. Ces activités, que l’on appelle collectivement le contrôle actif des fuites (CAF), incluent principalement la détection des fuites et la surveillance du débit.

Alors que les systèmes de canalisation se dégradent et sont soumis à une variété de contraintes, de nouvelles fuites émergent constamment. La stratégie du CAF repose sur le signalement aux services d’eau d’une nouvelle fuite, peu après son apparition, afin de la repérer et de la contrôler rapidement.

L’utilisation d’équipements acoustiques de détection de fuites, pour « entendre » les sons émis par les fuites s’échappant de la conduite d’eau sous pression, est la forme la plus répandue et la plus abordable de CAF. La détection de fuites est effectuée par du personnel qualifié vérifiant le système et les installations connexes telles que les bornes d’incendie, les vannes et les autres points d’accès avec de l’équipement portatif ou des enregistreurs automatisés de bruits de fuites.

La détection acoustique des fuites est utilisée depuis plus de cent ans et a fait d’importants progrès : de la simple utilisation de bâtons d’écoute mécanique à l’écoute électronique sophistiquée, à de l’équipement de détection avec des filtres de bruits, aux capacités d’enregistrement et autres fonctionnalités avancées. Il s’agit d’une technologie éprouvée, toutefois limitée puisqu’elle ne fournit pas une mesure de la quantité d’eau perdue par une fuite donnée. Elle ne détecte pas non plus les fuites en arrière-plan, ou de l’eau qui s’échappent des joints de conduites et de raccords n’émettant aucun bruit audible de fuite. D’autres méthodes telles que le gaz traceur injecté dans une canalisation, le radar pénétrant et la thermographie infrarouge détectent également les fuites, mais aucune de ces méthodes n’est aussi disponible et abordable que la détection acoustique des fuites.

Le service d’eau peut également installer un compteur d’eau sur une ou plusieurs canalisations qui fournissent de l’eau à des zones discrètes, et ainsi faire de la sectorisation – voir la figure 1 (disponible en anglais seulement).

Figure2

Figure 1. Réseau de distribution divisé en SSD (Laneuville 2014)

Les débits d’alimentation mesurée doivent être suffisamment faibles pour que les fuites individuelles soient distinctes de la consommation normale du client. Lorsque le débit augmente, particulièrement pendant une période à faible utilisation comme la nuit, le service d’eau est alerté qu’il y a une fuite émergente dans le système. En utilisant la surveillance du débit de cette façon, le service d’eau prend conscience de la fuite à ses débuts, avant qu’elle produise des bruits audibles de fuites, et qu’elle devienne un événement perturbateur.

La sectorisation ne permet pas de détecter la source précise de fuites ; au contraire, elle informe l’opérateur qu’une fuite croissante se produit dans une zone précise du réseau d’eau, permettant au personnel de détection des fuites d’intervenir stratégiquement dans la région et de corriger rapidement le problème. Les principaux avantages de la surveillance du débit par sectorisation incluent :

  1. La capacité de prendre conscience des fuites, peu après leur apparition, minimisant ainsi la durée de la fuite
  2. La capacité à déterminer le débit associé à la fuite dans un secteur
  3. La possibilité de déployer du personnel de détection des fuites stratégiquement dans les zones de fuite émergente connue et non pas de les déployer aux endroits où les débits de routine sont indiqués.

Les débits mesurés dans les secteurs sont généralement communiqués au système de contrôle du service d’eau (système SCADA) où ils sont surveillés en permanence, archivés et déclarés. Afin de tirer parti de toutes les capacités des données sur les débits, des logiciels d’analyse sont disponibles pour effectuer une série d’activités automatiquement. Vous trouverez un exemple ci-dessous.

La Figure 2 montre les volumes d’eau distribués quotidiennement et les débits minimaux établis par rapport à des cibles spécifiques pour les secteurs d’un service d’eau. Une hausse au niveau de la quantité d’eau distribuée (barres bleues) et du débit minimum (ligne jaune) révèle une fuite. Le graphique démontre qu’une fuite s’est produite le 4 janvier 2016 ; elle a été rapidement examinée et résolue par l’équipe de réparation le jour suivant. Les services d’eau peuvent utiliser de tels outils « dans le cloud » pour surveiller les cycles de débits quotidiens par rapport à des cibles établies, et ainsi détecter les fuites soudaines plus tôt.

Figure 2 Détection de fuite soudaine (FluksAqua, 2016)

Figure 2 Détection de fuite soudaine (FluksAqua, 2016)

La Figure 3 démontre comment la surveillance des débits peut être utilisée pour détecter les fuites croissantes sur un réseau d’alimentation en eau. Dans cet exemple, le volume d’eau distribué quotidiennement (barres bleues) et le débit minimum (ligne jaune) augmentent progressivement au fil du temps; ce cycle indique une fuite croissante dans le secteur en question. La fuite a finalement été réparée autour du 1er janvier 2016, comme l’indique le retour à des valeurs normales pour le volume d’eau journalier distribué et le débit minimum.

Figure 3 Détection de fuite progressive

Figure 3 Détection de fuite progressive (FluksAqua, 2016)

Chaque année, une grande quantité d’eau potable est gaspillée par des fuites dans les réseaux d’approvisionnement d’eau potable. Les services d’eau qui pratiquent la gestion des fuites de façon réactive accumuleront sans cesse des fuites cachées qui finiront par s’aggraver et produire des événements perturbateurs. Les services d’eau peuvent contrôler leurs fuites en pratiquant le contrôle actif des fuites et ainsi chercher et localiser les nombreuses fuites cachées non déclarées dans leur réseau de canalisation. Les services d’eau ont à leur portée des méthodes et des outils plus efficaces que jamais leur permettant de réduire les fuites et de mieux gérer leur approvisionnement en eau. Cependant, c’est à eux d’entreprendre les premiers efforts afin d’utiliser ces approches novatrices.

Note : Cet article est une version traduite et abrégée d’un article anglais.

Références

M.Laneuville, 2014. ‘RAPPORT SUR LA GESTION PROACTIVE DE LA PRESSION POUR RÉDUIRE LES PERTES D’EAU PAR LES FUITES DANS LES RÉSEAUX DE DISTRIBUTION’, p.11

FluksAqua, 2016. Logiciel FluksAqua pour détection de fuites d’eau par secteur. Données accédées le 2016-03-28 www.fluksaqua.com.

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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.