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Introduction

Contexte

Historique

Les premiers systèmes d’approvisionnement en eau potable datent du XIXe siècle. En effet, au milieu du XIXe siècle, la généralisation de la machine à vapeur rend possible la réalisation de réseaux d’adduction sous pression desservant les logements individuels. Sous le second Empire, l’arrivée du préfet Haussmann à la préfecture de Paris agit comme un accélérateur. Il confie à Eugène Belgrand, ingénieur et géologue, la responsabilité du service des eaux et des égouts de Paris. La capitale se lance alors dans de grands travaux, le système de canalisations de distribution connaît un fort développement : chaque immeuble et chaque maison bénéficie de l’eau courante. Il est aussi à l’origine du réseau de tout à l’égout de la capitale.

Par la suite, la plupart des villes développent une alimentation en eau de leur territoire et les réseaux d’alimentation et d’assainissement se constituent lentement dans toutes les villes à partir de la seconde moitié du XIXe siècle au rythme de l’urbanisation et de l’aménagement du territoire. En 1930, seulement 23 % des communes françaises disposent d’un réseau de distribution d’eau potable alimentant l’ensemble des habitations. En 1945, 70 % des communes rurales ne sont toujours pas desservies. Il faut ainsi attendre la fin des années 1980 pour que la quasi-totalité des Français bénéficie de l’eau courante à domicile.

Définition des réseaux d’eau

Aujourd’hui, le terme de « réseaux d’eau » recouvre les réseaux d’eau potable, les réseaux de collecte et d’assainissement des eaux usées et des eaux pluviales.

La vocation première d’un réseau d’eau potable est d’assurer la desserte des consommateurs la plus efficace possible en perdant le minimum d’eau. Le terme d’« efficace » recouvre les notions d’optimisation des coûts de pompage et de distribution, de garantie de la qualité de l’eau en fonction de son usage, de réduction des pertes et des fuites, etc.

La mission d’un réseau de collecte et d’assainissement des eaux usées et des eaux pluviales est de regrouper les eaux usées et pluviales, puis de les épurer par traitement, avant de les rejeter dans le milieu naturel. Les eaux de pluie doivent être traitées, comme les eaux usées domestiques, car elles peuvent se charger en matière polluantes au cours de leur ruissellement.

Les enjeux de l’optimisation de la gestion des réseaux d’eau et de la ressource en eau

Depuis la Révolution française, la gestion des réseaux de distribution d’eau potable et des réseaux d’assainissement des eaux usées relèvent des communes, qui peuvent la confier à une entreprise privée. La gestion des réseaux d’eau est un point crucial pour les collectivités et représente un enjeu sanitaire et environnemental fort. Aujourd’hui, les communes et les entreprises doivent assurer cette mission dans un contexte de plus en plus contraignant en raison :

  • du vieillissement des réseaux ;
  • de la rareté et la qualité de l’eau ;
  • des réglementations de plus en plus exigeantes sur le respect de l’environnement et sur les fuites ;
  • des consommateurs demandeurs de nouveaux services et de nouvelles offres, et qu’il faut également sensibiliser à l’environnement et aux économies d’énergie.

1. Le vieillissement des réseaux

La première étude de l’Observatoire des services publics d’eau et d’assainissement (cet observatoire est mis en œuvre par l’Office national de l’eau et des milieux aquatiques (ONEMA) avec l’appui des services de l’État et sous l’égide du Comité national de l’eau) publiée en mars 2012 indique que le taux de renouvellement moyen des réseaux d’eau potable français sur les cinq dernières années est estimé à 0,61 %. Si l’effort reste constant, il faudrait près de 160 ans pour renouveler entièrement les canalisations françaises d’eau potable.

Sur le site www.prixdeleau.fr, une carte indique le niveau de renouvellement des réseaux par commune. Elle a pour objectif de sensibiliser le public à la nécessité de renouveler le réseau en indiquant, au vu des investissements des 5 dernières années, le temps qu’il faudrait pour renouveler entièrement le réseau si le rythme était toujours le même.


Source : Capture d’écran du site www.prixdeleau.fr

Aujourd’hui, les syndicats professionnels, les exploitants de réseaux et les collectivités ont pris conscience du rythme insuffisant de renouvellement de leurs réseaux d’eau potable. Cependant, il reste beaucoup d’efforts à mettre en œuvre pour faire évoluer la situation actuelle.

Pour en savoir plus :

Panorama national sur l’organisation, la gestion et la performance des services d’eau et d’assainissement

2. La rareté et la qualité de l’eau face à une demande croissante

En 2011, plus d’un milliard d’êtres humains n’avaient pas accès à l’eau potable (l’accès à l’eau potable est un indicateur représentant la part de la population disposant d’un accès raisonnable à une quantité adéquate d’eau potable. Selon l’OMS, la quantité adéquate d’eau potable représente au minimum 20 litres d’eau par habitant et par jour tandis qu’on entend généralement par « accès raisonnable », une eau potable disponible à moins de quinze minutes de marche). D’ici 2020, près des deux tiers de la population du globe, soit 4,6 milliards d’individus, devront faire face à des problèmes d’approvisionnement, liés à une demande excédant la disponibilité de la ressource ou à une limitation de la consommation en raison d’une eau de mauvaise qualité.

Le 22 mars 2014, l’Organisation des nations unies pour l’éducation, la science et la culture (UNESCO) a publié son rapport triennal dédié à la mise en valeur des ressources en eau. Le rapport est consacré aux fortes interconnexions qu’entretiennent l’eau et l’énergie. Il indique que la croissance économique et démographique dans le monde, principalement dans les pays émergents, va entraîner un bond très important de la demande en eau et en énergie d’ici 2050, ce qui accroît le risque d’épuisement des ressources.

Si les deux tiers des prélèvements en eau dans le monde sont liés à l’agriculture, seulement 15 % des prélèvements proviennent du secteur énergétique. Néanmoins, 90 % de la production mondiale d’énergie utilise des quantités importantes d’eau. L’extraction des carburants fossiles et la production d’électricité requièrent ainsi de grandes quantités d’eau : les moyens de production nucléaire et thermique ont besoin d’importantes quantités d’eau qui est transformée en vapeur ou encore utiliseé dans les circuits de refroidissement.

Parallèlement, les gestionnaires des réseaux d’eau (aussi appelés fontainiers) dépensent chaque année près de 14 milliards de dollars pour les coûts d’énergie de pompage de l’eau sur les réseaux actuels (sur un total de 184 milliards de dollars pour l’alimentation en eau potable).

De fait, les choix effectués dans un domaine ont des répercussions dans l’autre. D’ici 2035, les prélèvements d’eau liés à la production énergétique devrait augmenter de 20 %, sous la pression de la croissance démographique, de l’urbanisation et de l’évolution des modes de consommation.

Parallèlement à ce constat de rareté, en 2013 dans le monde, 34 % de l’eau injectée dans les réseaux de distribution ont été perdus du fait de fraudes ou de fuites. En France, selon une enquête de l’association 60 millions de consommateurs et de la Fondation Danielle Mitterand France Libertés, un litre d’eau potable sur cinq est perdu dans des fuites de canalisations, soit un total de 1 300 milliards de litres d’eau ou 430 000 piscines olympiques par an. Cela équivaut à 25 % des volumes perdus en moyenne en France, mais elles pourraient être réduites à 10 % dans les réseaux les plus performants. Les fuites d’eau coûteraient à l’ensemble des distributeurs dans le monde près de 9,6 milliards de dollars chaque année. Selon le rapport de l’association 60 millions de consommateurs, pour éviter ces fuites, il faudrait en France engager de 1,5 à 2 milliards d’euros par an pour réaliser les travaux nécessaires, soit le double du rythme actuel.

Pour en savoir plus :

Résumé exécutif, Rapport Eau et Énergie, UNESCO, mars 2014
Rapport Eau et Énergie, UNESCO, mars 2014 (en anglais)
Enquête sur les fuites d’eau en France, Fondation Danielle Mitterand France Libertés et 60 millions de consommateurs

3. Les réglementations de plus en plus exigeantes sur le respect de l’environnement et les fuites

Confrontés aux problèmes quantitatifs mais aussi qualitatifs qui pèsent sur la ressource en eau, les autorités françaises ont choisi de travailler à l’amélioration du rendement des réseaux d’eau potable. Les dispositions du Grenelle de l’Environnement prévoyaient notamment le lancement d’actions spécifiques pour généraliser la détection des fuites dans les réseaux et participer à la réalisation d’inventaires et diagnostics pour atteindre un objectif de 15 % de pertes en eau contre une moyenne de 25 %, pouvant même aller jusqu’à 40 % sur certains territoires. À la suite de ces dispositions, un décret a été signé le 27 janvier 2012 obligeant désormais les collectivités à élaborer un plan d’actions pour réduire les pertes d’eau avant la fin 2013. Le décret donne l’objectif chiffré de porter les rendements à 85 % en milieu urbain et à 70 % en milieu rural.

4. Des consommateurs demandeurs de nouveaux services et de nouvelles offres et qu’il faut également sensibiliser à l’environnement et aux économies d’énergie

Parallèlement à ces difficultés, les opérateurs sont également confrontés à des exigences plus fortes de la part des consommateurs :

  • demande de réactivité plus importante lors d’urgences techniques ;
  • demande d’aide à la maîtrise des consommations d’eau ;
  • demande d’innovations concernant la facturation, à l’image de ce qu’il se passe dans le domaine du gaz, de l’électricité ou de la chaleur (télé-relevé des compteurs, paiement facilité, etc.).

Les fontainiers, les industriels et les collectivités territoriales ont conscience des enjeux auxquels ils sont confrontés, notamment sur le sujet des impacts environnementaux, du vieillissement des infrastructures, de la hausse du prix des énergies et de la satisfaction des consommateurs.

Cet état des lieux met en lumière la nécessité d’optimiser la gestion de l’eau, que ce soit au niveau de l’accès à la ressource, de la lutte contre les pertes ou encore de la qualité de l’eau. Il incite les communes et leurs concessionnaires à trouver de nouvelles solutions pour optimiser la planification, le diagnostic, le pilotage et la rénovation des réseaux d’eau et à développer des nouveaux services pour les consommateurs.

L’une des solutions pour mettre en œuvre ces améliorations consistent à développer les réseaux d’eau intelligents, les « Smart water networks ».

Définition et avantages des réseaux d’eau intelligents

Un réseau d’eau intelligent est un ensemble de solutions et de systèmes utilisant des nouvelles technologies de l’information et de la communication et permettant aux opérateurs de réseaux d’eau de contrôler et diagnostiquer les problèmes, de prioriser et gérer, en continu et à distance, les opérations de maintenance et d’utiliser les données fournies pour optimiser tous les aspects de la performance des réseaux de distribution d’eau.

Ces nouvelles solutions et systèmes comprennent des outils de mesure intelligents (capteurs, débitmètres, compteurs évolués) couplés à des outils d’aide à la décision et à des outils de communication. Grâce à ces technologies, il est possible d’optimiser :

  • la gestion des réseaux (surveillance des réseaux à distance en temps réel et sans intervention humaine sur le terrain, relève des compteurs à distance, etc.) ;
  • la gestion de la ressource (prévention de la pollution et des fuites pour mieux respecter les exigences réglementaires et les politiques engagées sur la qualité et la préservation de l’eau, adaptation des traitements et du stockage de l’eau aux conditions météorologiques ou environnementales, etc.) ;
  • le service aux consommateurs (meilleure information, rapidité de dépannage) ;
  • la consommation d’énergie pour la production et la distribution d’eau.

Les Smart water networks sont également un moyen pour respecter de façon transparente et sûre les exigences réglementaires et les politiques engagées sur la qualité et la préservation de l’eau, tout en fournissant aux consommateurs les informations et les outils dont ils ont besoin pour prendre des décisions motivées sur leurs comportements de consommation et sur leurs usages de l’eau.

Ils pourraient devenir des outils de flexibilité pour le système électrique. En effet, les châteaux d’eau ou les bassins de retenue sont des moyens de stockage qui pourraient être utilisés, comme les STEP aujourd’hui, pour apporter de la flexibilité au système électrique.

Selon une étude de Sensus, entreprise spécialisée dans les solutions de comptage d’eau, les réseaux d’eau intelligents pourraient permettre aux opérateurs de réseaux d’eau de réaliser des économies avoisinant les 12,5 milliards de dollars par an. Ces économies représentent plus de 5 % des budgets des opérateurs, qu’ils pourraient ainsi réinvestir dans l’amélioration des réseaux et la préservation des ressources en eau.

Aujourd’hui, le développement de l’intelligence dans le secteur de l’eau semble moins important que dans les secteurs de l’électricité ou le gaz. Cependant, les avantages associés au développement des réseaux d’eau intelligents sont nombreux, ce qui explique leur montée en puissance progressive. Le cabinet d’études américain Pike Research prévoit que 800 millions de compteurs intelligents seront installés dans le monde d’ici à 2018 tandis qu’IBM évalue le marché des réseaux d’eau intelligents à 20 milliards de dollars d’ici à 2015.

Pour en savoir plus :

Lire l’interview de Sensus

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