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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

Le cadre juridique de la protection de l’eau, des réseaux d’eau potable et d’assainissement des eaux usées

Le cadre juridique de la protection de l’eau

Le droit européen de l’eau

Le Conseil de l’Europe a appréhendé le sujet de l’eau en 1968 avec la Charte européenne de l’eau qui consacre cette dernière comme « un bien précieux, indispensable à toutes les activités humaines ».

La réglementation communautaire a évoluée par vagues successives : une première vague entre 1975 et 1986 et une seconde vague à partir de 1991.

La directive n° 2000/60/CE du 23 octobre 2000, établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l’eau (dite directive DCE) modifie profondément le cadre applicable en marquant le début d’une nouvelle étape en matière de protection des ressources en eau. Elle fixe les objectifs suivants :

  • atteindre un bon état des eaux en 2015 ;
  • réduire progressivement les rejets, émissions ou pertes pour les substances prioritaires ;
  • et supprimer les rejets d’ici à 2021 des substances prioritaires dangereuses.

La loi n° 64-1245 du 16 décembre 1964 relative au régime et à la répartition des eaux et à la lutte contre leur pollution

Il s’agit de la première approche globale de la protection des eaux. Elle organise la gestion de l’eau autour des six grands bassins hydrographiques français et instaure une organisation institutionnelle au travers des comités de basins.

La loi n° 92-3 du 3 janvier 1992 sur l’eau

La loi de 1992 transpose plusieurs directives communautaires et introduit la notion d’unité de la ressource en matière de gestion. Par ailleurs, elle instaure une gestion prévisionnelle de la ressource en eau et accroît les pouvoirs de police sur son usage.

Elle pose le principe selon lequel « l’eau fait partie du patrimoine commun de la Nation » et précise la répartition des compétences entre l’État et chaque niveau de collectivité territoriale.

Elle prévoit la mise en place de schémas directeurs d’aménagement et de gestion des eaux (SDAGE) et de schémas d’aménagement et de gestion des eaux (SAGE).

Le dispositif est complété par la loi n° 2004-338 du 21 avril 2004 transposant la directive 2000/60/CE du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l’eau.

La loi n° 2006-1772 du 30 décembre 2006 sur l’eau et les milieux aquatiques (LEMA)

Cette loi constitue le deuxième mouvement de transposition de la directive-cadre sur l’eau (DCE) d’octobre 2000 laquelle prescrit d’atteindre en 2015 un bon état écologique sur les trois-quarts des masses d’eau. La loi comporte cinq titres relatifs à la préservation des ressources en eau et des milieux aquatiques, l’alimentation en eau et l’assainissement, la préservation du domaine public fluvial, la planification et la gouvernance, La loi LEMA modifie également en profondeur l’organisation de la gouvernance de l’eau au niveau national. Elle rend conforme à la Constitution les redevances des agences de l’eau, désormais au nombre de sept, dont l’assiette, le taux et les modalités de recouvrement sont fixés par le législateur.

Lois Grenelle I et II

La loi n° 2009-967 du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en œuvre du Grenelle de l’environnement (dite Grenelle I) rappelle l’objectif d’atteindre d’ici 2015 le bon état écologique ou le bon potentiel de l’ensemble des masses d’eau.

La loi n° 2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l’environnement (dite Grenelle II) consacre les trames vertes et bleues. Elle introduit de nouvelles dispositions relatives à l’assainissement, notamment sur la question de l’assainissement collectif et non collectifs des eaux usées.

Les autres dispositions législatives et réglementaires

D’autres lois complètent cette législation. Elles concernent notamment l’information des consommateurs (loi Barnier de 1995) et les rapports contractuels entre les communes et les sociétés délégataires de service des eaux (lois Barnier, Sapin et Mazeaud de 1995).

Le décret n° 2012-97 du 27 janvier 2012, relatif à la définition d’un descriptif détaillé des réseaux des services publics de l’eau et de l’assainissement et d’un plan d’actions pour la réduction des pertes d’eau du réseau de distribution d’eau potable, a obligé désormais les collectivités à réaliser un descriptif détaillé des réseaux d’eau et d’assainissement et 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. Cette obligation devrait favoriser la mise en place d’une gestion patrimoniale des réseaux, même si les délais accordés s’avèrent notablement insuffisants. Pour autant, ce texte va inciter les collectivités les moins avancées à se pencher sur l’état de leur patrimoine en replaçant le réseau au centre de la gestion de l’eau.

La protection des eaux

La protection des eaux s’affirme au travers de quelques principes généraux (article L. 210-1 du code de l’environnement) :

  • l’eau est consacrée comme patrimoine commun de la nation
  • la protection de l’eau, sa mise en valeur et le développement de la ressource utilisable, dans le respect des équilibres naturels sont d’intérêt général
  • l’eau doit payer l’eau : il s’agit d’un principe de récupération des coûts
  • on retrouve également les principes de démocratie participative.

La réglementation relative à l’eau a pour objet d’assurer une gestion équilibrée de la ressource. Cette gestion équilibrée passe par sept objectifs figurant à l’article L. 211-1 du code de l’environnement (prévention des inondations, lutte contre les pollutions, restauration de la qualité des eaux, etc.).

Au niveau national la gestion de l’eau est assuré par le ministre chargé de l’environnement assisté du Comité national de l’eau. Cependant, la gestion de l’eau s’effectue pour l’essentiel au niveau local dans le cadre des bassins hydrographiques.

Au niveau de ces bassins, est désigné un préfet coordonnateur qui anime et coordonne la politique de l’État en matière de police et de gestion des ressources en eau afin de réaliser l’unité et la cohérence des actions déconcentrées de l’État (article L. 213-7 du code de l’environnement).

Chaque bassin comporte également un Comité de bassin qui peut être consulté sur toutes questions relatives au régime et à la gestion de la ressource en eau. Les Comités de bassin élaborent les Schémas directeurs d’aménagement et de gestion des eaux (SDAGE).

Enfin, on retrouve les Agences de l’eau dont la mission générale est de favoriser une gestion équilibrée et économe de la ressource en eau et des milieux aquatiques, l’alimentation en eau potable, la régulation des crues et le développement durable des activités économiques.

L’action des collectivités territoriales dans la gestion des eaux se caractérise par un enchevêtrement des compétences : les communes assurent l’approvisionnement et l’assainissement. Les collectivités territoriales ont également des compétences importantes pour engager des opérations présentant un caractère d’intérêt général ou en cas d’urgence (article L. 211-7 du code de l’environnement).

La gestion des eaux est assurée par le biais d’outils de planification : les SDAGE, les SAGE et la trame bleue.

Les SDAGE fixent les orientations fondamentales d’une gestion équilibrée de la ressource en eau et des objectifs de qualités (code de l’environnement article L. 212-1 et suivants).

Les SAGE dressent un constat de l’état de la ressource en eau et du milieu aquatique. Ils recensent les différents usages qui sont faits de ces ressources (code de l’environnement article L. 212-3 et suivants).

La trame bleue a pour objectif « d’enrayer la perte de biodiversité en participant à la préservation, à la gestion et à la remise en bon état des milieux nécessaires aux continuités écologiques, tout en prenant en compte les activités humaines, et notamment agricoles, en milieu rurale » (code de l’environnement article L. 371-1 et suivants).

La mission d’évaluation de la politique de l’eau

Le 8 février 2013, Michel Lesage, député de la 1e circonscription des Côtes d’Armor, s’est vu confier par le Premier ministre Jean-Marc Ayrault une mission d’évaluation de la politique de l’eau afin de proposer de nouveaux modes d’intervention dans les territoires et de définir les priorités d’action pour le prochain cycle de gestion de la directive cadre sur l’eau qui couvrira la période 2016-2021. Cette mission s’est inscrit dans le cadre plus général de l’évaluation de la politique de l’eau décidée lors du comité interministériel de modernisation de l’action publique du 18 décembre 2012 et a servi de contribution pour préparer les débats sur l’eau qui ont eu lieu à la Conférence environnementale de septembre 2013. Les conclusions de la mission du député Michel Lesage ont été remises le 3 juillet 2013 au Premier ministre.

Le rapport de la mission indique que le modèle français de gestion de l’eau a aujourd’hui atteint ses limites. À bout de souffle (multitude d’acteurs, complexité des structures, besoin de financements considérables, etc.), il ne permettra pas de rétablir une qualité satisfaisante des milieux aquatiques en 2015, comme le prescrit pourtant la directive-cadre sur l’eau (DCE). Une nouvelle politique de l’eau doit donc être mise en œuvre. Selon le rapport de la mission, l’État devrait en être le véritable pilote. Pour cela, une autorité nationale de l’eau indépendante devrait être créée : outil de régulation, elle permettrait d’assurer la transparence des flux financiers, d’éviter les conflits d’intérêts, etc.

La nouvelle gouvernance de l’eau devrait être structurée par les collectivités territoriales (communes, EPCI, départements, régions), car les politiques publiques dont elles ont la charge (aménagement du territoire, urbanisme, etc.) ont un impact sur la gestion de l’eau.

La politique de l’eau a également fait l’objet d’une table ronde lors de la Conférence environnementale des 20 et 21 septembre 2013. Les enjeux liés à la qualité de l’eau et au mode de gestion de la ressource ont particulièrement été étudiés.

Pour en savoir plus :

Rapport de la mission d’évaluation de la politique de l’eau

La distribution d’eau et l’assainissement : un service public dévolu aux collectivités territoriales

La compétence des communes en matière de distribution remonterait à l’époque révolutionnaire. Elle est en toute hypothèse établie de longue date si l’on se réfère à des décisions anciennes selon lesquelles le « service de distribution d’eau entrepris par une ville est de sa nature un service communal » (CE, 27 avr. 1877, Ville Poitiers).

Néanmoins, avant la LEMA, « aucune disposition du Code des communes [désormais Code général des collectivités territoriales] [n’imposait] à une commune d’assurer vis-à-vis de ses administrés l’alimentation en eau potable de leurs immeubles » (CAA Lyon, 12 mai 1992, n° 90LY0065).

Désormais, l’article L. 2224-7 du code général des collectivités territoriales dispose que tout « service assurant tout ou partie de la production par captage ou pompage, de la protection du point de prélèvement, du traitement, du transport, du stockage et de la distribution d’eau destinée à la consommation humaine est un service d’eau potable ».

L’article L. 2224-7-1 du code général des collectivités territoriales précise que les « communes sont compétentes en matière de distribution d’eau potable. Dans ce cadre, elles arrêtent un schéma de distribution d’eau potable déterminant les zones desservies par le réseau de distribution. Elles peuvent également assurer la production d’eau potable, ainsi que son transport et son stockage. Toutefois, les compétences en matière d’eau potable assurées à la date de publication de la loi n° 2006-1772 du 30 décembre 2006 sur l’eau et les milieux aquatiques par des départements, des associations syndicales autorisées ou constituées d’office ne peuvent être exercées par les communes sans l’accord des personnes publiques concernées ».

Concernant l’assainissement, l’article L. 2224-8 dispose que les « communes sont compétentes en matière d’assainissement des eaux usées. Dans ce cadre, elles établissent un schéma d’assainissement collectif comprenant, avant la fin de l’année 2013, un descriptif détaillé des ouvrages de collecte et de transport des eaux usées ». Ce descriptif est mis à jour selon une périodicité fixée par décret afin de prendre en compte les travaux réalisés sur ces ouvrages.

Code général des collectivités, Deuxième partie, Livre II, Titre II, Chapitre IV, Section 2 : Eau et Assainissement

Le mode de gestion des réseaux d’eau

Responsables de la gestion de l’eau, les communes peuvent déléguer cette compétence au niveau intercommunal. Pour plus de 36 000 communes françaises, on compte environ 35 000 services des eaux : 14 157 pour la distribution de l’eau potable et 21107 pour l’assainissement. Pour l’eau potable, les trois quarts des communes françaises ont ainsi délégué la compétence à un groupement de communes (communauté d’agglomération ou syndicat intercommunal). En revanche, la compétence « assainissement » est dans les faits majoritairement assurée directement par la commune (seuls 44 % des communes se sont regroupées). (Source : BIPE/FP2E, Les services collectifs d’eau et d’assainissement en France - Données économiques, sociales et environnementales, 5e édition, janvier 2012)

D’après le programme de recherche d’AgroParisTech dédié à l’« intercommunalité et mutations de l’organisation des services d’eau en France », depuis « le début du XXe siècle, les communes ont progressivement opté pour le transfert de leur compétence de la gestion de l’eau à des EPCI syndicaux ou communautaires qui gèrent très largement les services d’eau et d’assainissement par voie de délégation. Ces regroupements ont été favorisés par l’État, et parfois imposés d’autorité aux communes, dans un souci de bonne gestion des fonds publics puis d’aménagement rationalisé du territoire. Dans les années 1980, le respect de normes environnementales plus sévères est devenu le principal vecteur de l’évolution territoriale des services d’eau. Les lois relatives à l’aménagement du territoire (1992, 1999) offrent aux communes un nouveau cadre de partenariat intercommunal, susceptible de faire évoluer la gestion des services d’eau potable et d’assainissement.

La loi « Chevènement » a ouvert en 1999 une phase importante de réorganisation des collectivités locales françaises autour des communautés de communes, d’agglomération ou urbaines, qui ont la possibilité de prendre des compétences liées aux services d’eau et d’assainissement. Les données disponibles montrent que cette réforme a conduit à une transformation significative du paysage des services d’eau en France et notamment une intégration plus forte de compétences, sans pour autant que les répercussions sur le prix, la qualité ou encore le mode de gestion du service ne soient encore perceptibles. En outre, l’échelle départementale, notamment par l’action des conseils généraux constitue un niveau émergent dans la gestion des services, notamment pour la sécurisation de l’alimentation en eau potable, la gestion patrimoniale des infrastructures ou la solidarité entre usagers ».


Source : BIPE/FP2E, Les services collectifs d’eau et d’assainissement en France -
Données économiques, sociales et environnementales, 5e édition, janvier 2012

Les modes de gestion du service de distribution de l’eau peuvent être variés :

  • la gestion en régie : la commune ou le groupement de communes assure directement le service de distribution d’eau avec son propre personnel, et se rémunère auprès des usagers. La collectivité territoriale finance les équipements nécessaires et conserve la maîtrise des services et de leur gestion ;
  • la gestion déléguée : la commune ou le groupement de communes délègue par contrat à une entreprise privée l’exécution des services publics de l’eau. Ce contrat peut relever soit de la concession, soit de l’affermage, soit de la gérance, soit de la régie intéressée :
    • dans un contrat de concession, l’entreprise privée finance et réalise les équipements et en assure l’exploitation ;
    • dans un contrat d’affermage, la collectivité territoriale finance les équipements, mais elle en délègue l’exploitation à l’entreprise privée, qui se rémunère directement auprès des usagers. Une partie du revenu des factures d’eau revient cependant à la collectivité pour couvrir ses frais d’investissement ;
    • dans un contrat de gérance, la collectivité territoriale finance les équipements mais elle les confie à une entreprise mandataire qui agit sous ses ordres et pour son compte ;
    • dans un contrat de régie intéressée, la collectivité est propriétaire des équipements, mais le délégataire perçoit une rémunération fixe assortie d’un intéressement aux résultats.

Aujourd’hui, la gestion déléguée prévaut dans la gestion des réseaux d’eau potable (76 % des réseaux d’eau potable) et d’assainissement des eaux usées (55 % des réseaux d’assainissement) sur le territoire français parce que les savoir-faire, les techniques et les capacités de financement requis pour répondre aux exigences croissantes de la législation sur l’eau, sont de plus en plus complexes et élevés. L’affermage est le mode de gestion déléguée le plus répandue. Les trois principales entreprises sont : Veolia Eau (ex. Compagnie générale des eaux – Groupe Veolia Environnement), la Lyonnaise des Eaux (Groupe Suez Environnement) et la Société d’aménagement urbain et rural (SAUR).


Source : BIPE/FP2E, Les services collectifs d’eau et d’assainissement en France -
Données économiques, sociales et environnementales, 5e édition, janvier 2012

Il faut cependant noter que, dans tous les cas, la personne publique demeure propriétaire des installations, que celles-ci aient été ou non réalisées et financées par une société privée.

De 1998 à 2006, les collectivités ont lancé chaque année entre 477 et 603 procédures de mise en concurrence pour la gestion de leur service d’eau ou d’assainissement. Les dernières données des enquêtes (suspendues provisoirement par l’ONEMA) font apparaître 2004 comme une année record avec 693 procédures. Selon les entreprises de l’eau, l’année 2010 poursuit la tendance observée en 2009 avec un nombre de lancements de procédures proche du record atteint en 2007. L’année 2008 s’est caractérisée par un recul du nombre de lancements de procédures, probablement en lien avec la période des élections municipales qui peut conduire à des reports d’échéance des contrats. Depuis la loi Sapin, la durée des DSP la plus fréquente est stabilisée à 12 ans (durée moyenne des contrats en 2006 : 11,2 ans). On note un certain renouveau de contrats de plus de 12 ans, en particulier des contrats de concession en assainissement.

Les délégations de service public, inscrites dans la durée, portent sur un service global et bénéficient d’un reporting intégrant le développement durable. Ces contrats sont donc particulièrement propices à la mise en œuvre de démarches de développement durable.

En moyenne, lors d’une procédure de remise en concurrence d’un service d’eau ou d’assainissement, le taux de contrats faisant l’objet d’un changement d’opérateur est compris entre 8 et 11 %. Le phénomène très largement majoritaire (96 %) est celui du maintien du mode de gestion initial. 3 % des procédures ont abouti à un abandon de la régie en faveur de la délégation, et 1 % au passage de délégation en régie. [Source : Source : BIPE/FP2E, Les services collectifs d’eau et d’assainissement en France - Données économiques, sociales et environnementales, 5e édition, janvier 2012]


Source : BIPE/FP2E, Les services collectifs d’eau et d’assainissement en France -
Données économiques, sociales et environnementales, 5e édition, janvier 2012

Pour en savoir plus :

Les services collectifs d’eau et d’assainissement en France - Données économiques, sociales et environnementales, 5e édition, janvier 2012

Le fonctionnement et les technologies des réseaux d’eau potable et d’assainissement des eaux usées

Le fonctionnement du réseau d’alimentation en eau potable

Le réseau français d’alimentation en eau potable s’étend sur plus de 920 000 kilomètres. Il regroupe l’ensemble des équipements, des services et des actions permettant de produire et de distribuer, à partir d’une eau brute, une eau conforme aux normes de potabilité en vigueur. On distingue deux grandes étapes : la production d’eau potable (captage, traitement, adduction et stockage) et la distribution d’eau potable jusqu’au robinet des consommateurs.


Source : SYDED du Lot

La production d’eau potable

Le captage / pompage

Le captage, ou prélèvement, de l’eau peut se faire dans trois réserves différentes d’eau naturelle :

  • les eaux souterraines (aquifère, nappes phréatiques profondes, rivières souterraines, nappes d’accompagnement de cours d’eau) ;
  • les eaux de surfaces captives ou en écoulement (lacs, étangs, rivières, fleuves) ;
  • les eaux de mer et les eaux saumâtres.

Lorsque l’eau provient d’une source, le captage est dit superficiel. Dans ce cas, une partie de l’eau est prélevée grâce à l’installation d’un système de drainage raccordé au réseau d’eau.

Lorsque l’eau est pompée dans une nappe, le captage est dit souterrain. Dans ce cas, un forage est réalisé et l’eau pompée est ensuite injectée dans le réseau d’eau potable.

Le traitement

L’eau pompée dans une rivière ou captée par forage ne peut pas être consommée directement et doit subir plusieurs traitements avant d’être potable : retrait des plus gros éléments, réaction chimique pour ôter les particules restantes, filtration, etc.

Les traitements nécessaires dépendent beaucoup de la qualité de l’eau utilisée. Ils varient aussi avec le niveau d’exigence et les normes appliquées, différents suivant les pays.

Le réseau d’adduction

Le réseau d’adduction, appelé aussi réseau primaire, désigne les canalisations de diamètre supérieur à 300 millimètres qui permettent le transfert de l’eau entre le captage (source ou forage) et le réservoir de stockage.

Le stockage

Une fois traitée, l’eau est stockée dans des réservoirs de deux types : les bâches au sol ou semi-enterrées et les réservoirs sur tour, appelés également château d’eau. Le choix dépend de la localisation du réservoir. En effet, pour permettre un acheminement de l’eau aux consommateurs dans de bonnes conditions, il est nécessaire que la différence d’altitude entre le réservoir et les habitations soit suffisante pour avoir une pression correcte, l’acheminement de l’eau se faisant par gravitation. Une différence de dix mètres d’altitude entre le réservoir et le point de distribution correspond à 1 bar de pression au robinet. La pression dite « de confort » est d’environ 3 bars.

Ce sont ces réservoirs qui assurent l’interface entre la production et la distribution d’eau potable.

Focus sur la consommation d’énergie de ces installations pour l’eau potable

Une grande quantité d’électricité est nécessaire pour puiser l’eau et pour l’acheminer jusqu’à sa zone de stockage située en hauteur dans un château d’eau. Afin de réduire les coûts énergétiques liés à l’exploitation de l’installation, les pompes fonctionnent uniquement durant les heures creuses pour le système électrique.


Source : IECBW

La ligne pointillée verticale indique que le 13 février 2001 à 3 heures 45, le niveau dans le château d’eau est au plus haut (+/- 7 mètres). Puis il se vide progressivement jusqu’à +/- 15 heures (début des « mini vagues »). À partir de ce moment-là, le niveau n’est plus que de +/- 3 mètres (ce qui correspond au seuil critique) et les pompes se remettent en marche. À partir de 23 heures, la consommation du réseau chute et le château d’eau se remplit à nouveau.

La distribution d’eau potable

Le réseau de distribution d’eau potable constitue le réseau secondaire et comprend tous les canalisations d’un diamètre inférieur à 300 millimètres et les ouvrages permettant le transfert de l’eau entre le réservoir et les habitations des consommateurs.

Le plus souvent, l’acheminement de l’eau dans le réseau s’effectue par gravité. Elle circule dans les tuyaux du réseau de distribution grâce à la pression naturelle générée par le poids du volume d’eau stocké plus haut, en amont, dans le château d’eau. Afin de gérer au mieux la circulation de l’eau, le réseau dispose de réducteurs de pression pour abaisser la pression trop forte sur le réseau ou des surpresseurs (pompes) pour l’augmenter.

Le branchement désigne la canalisation située entre la canalisation principale de distribution et le réseau privé de l’habitation du consommateur. Cette partie comprend en général une canalisation de faible diamètre transitant sur le terrain de l’habitation, une vanne d’arrêt et le compteur d’eau.

Les réseaux d’eau potable comprennent généralement un réseau d’interconnexion qui permet, de manière ponctuelle (par exemple en période de sécheresse) ou régulière (par exemple en l’absence de ressource exploitable à proximité), de réalimenter une collectivité en reliant son réseau d’eau à celui d’une autre collectivité.

Le fonctionnement du réseau d’assainissement des eaux usées


Source : Kiagi

Le réseau français de collecte des eaux usées et des eaux pluviales s’étend sur plus de 297 000 kilomètres, dont un tiers est consacré à la collecte des eaux pluviales, le reste étant consacré à la collecte des eaux usées. Ce réseau de collecte est une partie du réseau d’assainissement.

En effet, le réseau d’assainissement regroupe la collecte, mais également le transport (égouts) et le traitement (à travers une station d’épuration) des eaux usées et des eaux de pluie d’une ville, d’un site industriel ou d’une parcelle privée avant leur rejet dans le milieu naturel. L’élimination, par épandage, incinération ou décharge, des boues issues des dispositifs de traitement fait partie de l’assainissement.

On distingue deux types de réseaux d’assainissement :

  • les réseaux unitaires collectent les eaux usées et les eaux pluviales dans les mêmes canalisations ;
  • les réseaux séparatifs, plus récents, comprennent deux systèmes de collecte séparés pour les eaux usées et les eaux de pluie. Le réseau séparatif permet de mieux gérer les brutales variations de débit dues aux fortes pluies et d’éviter ainsi les débordements d’eaux usées vers le milieu naturel. De plus, il permet de mieux adapter la capacité des stations d’épuration et les traitements en fonction de l’origine de l’eau.

Focus sur la consommation d’énergie de ces installations pour le traitement des eaux usées

Le traitement des eaux usées par la station d’épuration est très énergivore. Ainsi, un cinquième de la consommation d’électricité d’une commune est dédiée à ces installations (les surpresseurs utilisés pour l’aération des boues représentent jusqu’à 70 % de la consommation d’énergie). Les coûts d’énergie représentent environ 20 % des charges d’épuration des eaux usées. Cependant, différentes techniques peuvent être mises en œuvre pour optimiser leur efficacité énergétique et valoriser l’énergie alternative produite par ces réseaux.


Source : AstEE – 7 juin 2007 – session 5 – assainissement


Source : SOLUCOM

Le développement de l’intelligence sur les réseaux d’eau potable et des réseaux d’assainissement

Un réseau d’eau intelligent est un ensemble de solutions et de systèmes 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.

L’objectif est d’optimiser la performance des services d’assainissement et d’eau potable tout en améliorant l’efficacité énergétique, en préservant la ressource en eau et en surveillant la qualité de l’eau distribuée aux consommateurs.


Source : Sia Partners

Les outils et technologies, les fonctionnalités et les services des réseaux d’eau intelligents

Les outils et les technologies

À l’image des réseaux électriques et des réseaux de gaz intelligents, les réseaux d’eau deviennent intelligents grâce au déploiement des technologies de l’information et de la communication. Le déploiement de capteurs sur les réseaux permet de mieux comprendre (réaliser des mesures), d’optimiser (réaliser des analyses) et d’exploiter dans de meilleures conditions le réseau (notamment interagir avec le réseau).

Cinq couches interconnectées de fonctionnalités sont nécessaires pour un réseau d’eau intelligent efficace :

 

1. Les appareils de mesure et de détection, comme les compteurs d’eau évolués, sont les outils physiques sur le réseau de distribution d’eau qui collectent les données sur les débits d’eau, la pression, la qualité et l’ensemble des autres paramètres déterminants. Cette couche de base inclut les capteurs acoustiques et électromagnétiques qui peuvent aider à détecter de potentielles fuites et anomalies sur le réseau. L’ensemble de ces appareils permet d’améliorer la connaissance de l’état physique des réseaux, via le recueil de données très concrètes : caractéristiques, localisation, maintenance, etc.

2. Les canaux de communication en temps réel permettent aux distributeurs de rassembler de façon automatique et continue les données des appareils de mesure et de détection. Il s’agit de canaux de communication bidirectionnelle pour donner des ordres aux appareils sur les données à collecter ou sur les actions à exécuter (par exemple, extinction à distance).

3. Les logiciels de gestion des données permettent aux distributeurs de collecter les données et de présenter une vue agrégée à travers des outils de visualisation du réseau, des systèmes d’information géographique (SIG), des tableaux de bord, etc. Cette couche peut également comprendre des entrepôts de données, la cybersécurité des systèmes informatiques et des outils basiques de soutien aux fonctions économiques (par exemple, systèmes d’information des consommateurs).

4. Les logiciels d’analyse et de modélisation des données en temps réel permettent aux distributeurs de pouvoir exploiter les données issues du réseau. Cette couche est la source centrale de valeur économique des réseaux d’eau intelligents pour les distributeurs. Les tableaux de bord dynamiques permettent aux opérateurs de surveiller le réseau de distribution en temps réel pour les risques ou pour les anomalies avérées. En même temps, les outils de modélisation du réseau peuvent aider les opérateurs à comprendre les impacts potentiels d’un changement dans le réseau et à analyser les différentes réponses. Les algorithmes des modèles de détection peuvent avoir recours aux données historiques pour aider à distinguer les fausses alertes des véritables problèmes. Les analyses prédictives permettent aux opérateurs de considérer différents scénarios possibles et de répondre de façon proactive et efficace.

5. Les outils de contrôle et d’automatisation permettent aux distributeurs de mettre en œuvre à distance et automatiquement les tâches de gestion du réseau. Cette couche fournit des outils qui s’interfacent avec les logiciels d’analyse et de modélisation des données en temps réel. De nombreux opérateurs sont déjà dotés de systèmes SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), de systèmes d’information géographique, de systèmes d’informations client, qui peuvent être intégrés aux réseaux d’eau intelligents pour augmenter davantage leur contrôle sur le système de distribution.


Source : Hydreos

Exemples d’outils de mesure


Source : Johnson Meters


Source : Aquiba

Exemples de canaux de communication


Source : Sensus

Exemple de logiciel de gestion des données


Source : GWTR

Exemples de logiciels d’analyse et de modélisation des données en temps réel

Outil de gestion des réseaux


Source : Innovyze


Source : Innovyze

Outil de gestion de la qualité de l’eau


Source : Innovyze

Outil de gestion de la pression dans les réseaux


Source : Innovyze

Les fonctionnalités et les services

Grâce à l’ensemble de ces outils, les réseaux d’eau intelligents permettent aux gestionnaires des réseaux d’eau :

  • de surveiller le réseau en temps réel et à distance et de diagnostiquer les problèmes, de prioriser et de gérer préventivement les questions de maintenance et de contrôler et d’optimiser à distance tous les aspects du réseau de distribution d’eau en utilisant les données issues du réseau (modulation de pression pour réduire les pertes en eau, mesure de débits pour anticiper les fuites, etc.) ;
  • respecter de façon transparente et avec certitude les exigences politiques et réglementaires sur la sécurité du réseau (mesures sur les conduites : déformation, température, etc.) et sur la qualité de l’eau ;
  • fournir aux consommateurs les informations et les outils dont ils ont besoin pour faire des choix éclairés sur leur comportement de consommation et sur leurs usages de l’eau (alertes en temps réel de la consommation en eau, optimisation des consommations au sein de l’habitation, etc.).

Les réseaux d’eau potable

Sur les réseaux d’eau potable, les objectifs principaux des réseaux d’eau intelligents sont de veiller à la bonne qualité de l’eau distribuée, de réduire les fuites et d’améliorer la gestion patrimoniale du réseau, à la fois sur l’exploitation et sur la maintenance.

Sur la qualité, l’objectif est d’obtenir une traçabilité continue de la qualité de l’eau distribuée. L’eau potable interagit avec le réseau qui la transporte. Plus elle séjourne dans le réseau, plus l’agent désinfectant – généralement le chlore – est enclin à se décomposer. Il est donc important de connaître l’état des flux d’eau potable en temps réel grâce à des capteurs de débit et de pression, des mesures de la température, du chlore, des matières en suspension, etc. En optimisant le temps de séjour de l’eau dans les réseaux, il devient par exemple possible d’ajuster plus précisément la chloration.

Sur les fuites, l’objectif est de préserver au mieux les ressources naturelles et de réagir rapidement à tout signalement. Ainsi, la mise en place de capteurs, d’un numéro d’appel unique et de nouveaux moyens de réponse rapide permettent d’intervenir dans les 2 heures pour une fuite sur le réseau.

Les réseaux d’assainissement et d’eaux pluviales

Une mauvaise gestion des réseaux de collecte des eaux usées et des eaux pluviales peut avoir des répercussions environnementales et économiques notables : fréquence élevée des interventions humaines (réseaux bouchés, débordements) ou encore déversement d’eau usées non traitées directement dans la nature.

À titre d’exemple, la ville de South Bend (Indiana USA) 100 000 habitants, a pris l’initiative en 2006 d’investir 400 000 dollars dans un chantier de modernisation de son réseau de collecte des eaux usées. Cette somme a été investie dans l’amélioration de la gestion et du contrôle en temps réel du réseau afin de mieux comprendre quand et pourquoi les incidents (par exemple, débordement et blocage des égouts) se produisent. Par le biais de vannes intelligentes capables de réagir en temps réel aux prévisions météorologiques et de capteurs installés sur le réseau, et grâce à la fourniture de données continues aux agents municipaux, la ville a obtenu des résultats significatifs. Le nombre d’incidents majeurs sur le réseau a diminué de 30 à 2 par an et la capacité de collecte et de traitement des eaux usées a augmentée de 23 %. La réduction des coûts de maintenance et l’économie d’investissements ont permis au projet d’afficher un retour sur investissement en 1,3 an et des économies de 300 000 dollars par an en moyenne.

Le comptage intelligent et le télé-relevé en eau

Introduction

Les réseaux d’eau intelligents ouvrent de nouvelles perspectives pour une meilleure gestion de la ressource et proposer des services innovants aux exploitants, collectivités et abonnés. L’essor du « Smart Water » reste cependant lié à deux éléments essentiels : la capacité des acteurs du marché à proposer des solutions compatibles entre elles (interopérabilité) et une équation économique qui reste à résoudre.

Au-delà des enjeux techniques et économiques, la mobilisation des collectivités locales et de l’État est fondamentale afin de soutenir le développement d’une nouvelle filière industrielle française dans laquelle s’intègre le « Smart Water » : la ville intelligente.

Le télé-relevé des compteurs d’eau

Le télé-relevé des compteurs d’eau permet de connaître à distance la consommation de chaque abonné, d’être informé des anomalies sur le réseau, d’optimiser la gestion de la ressource et de proposer de nouveaux services.

A cet effet, chaque compteur est équipé d’un module radio alimenté par une batterie intégrée. Celui-ci émet des trames contenant le volume d’eau consommé et des alertes à un réseau d’antennes. Les données sont ensuite envoyées vers un logiciel de supervision (généralement accessible en mode SaaS - Software as a Service, concept qui permet aux entreprise de s’abonner à un logiciel à distance au lieu de les acquérir et de devoir les installer sur leur propre matériel informatique) qui agrège les informations et propose des outils d’analyse.


Schéma représentatif d’un système de comptage d’eau évolué

Les débitmètres, poteaux incendie, vannes et tout autre élément du réseau peuvent également émettre des informations pour améliorer la gestion de la ressource en eau.

Il existe deux types de réseaux de télérelève :

  • courte portée : les modules radio émettent des données à courte distance (200 à 300 mètres) vers une petite antenne, appelée « répéteur », qui les renvoie vers une seconde antenne appelée « concentrateur » ;
  • longue portée : les modules radio émettent des données à longue distance (1 à 3 km) vers une autre antenne.

Les technologies radio utilisées utilisent des bandes de fréquence libres de droit, telles que le 169 ou le 868 MHz.

L’enjeu essentiel de l’interopérabilité

Il existe une idée reçue selon laquelle un standard commun à tous les systèmes de télérelevé imposé par la règlementation permettra l’essor des technologies du « Smart Water ». Cela revient à nier l’existence d’une multitude de besoins qu’une technologie unique ne saurait couvrir. Comment en effet déployer le même réseau d’eau intelligent pour une collectivité en zone rurale ayant 500 abonnés et pour une collectivité de 50 000 abonnés située en zone urbaine ?

Les solutions apportées par les industriels répondent à différents segments de marché. On peut par exemple noter l’utilisation de fréquences radio différentes (principalement 169 MHz et 868 MHz), de structures de réseau multiples (radio courte et longue portée) et de capacités de transmission diverses (peu ou beaucoup de données transmises).

L’essor du « Smart Water » n’est pas lié au développement d’un standard commun imposé par la règlementation parce que c’est le marché (les collectivités) qui imposera les futures technologies de télérelevé.

La standardisation des systèmes de télérelevé soulève cependant une question cruciale, celle de l’interopérabilité, c’est-à-dire que tout produit ou service proposé devra être compatible avec les autres au travers d’interfaces communes aux différentes technologies.

L’interopérabilité nécessite une distinction claire entre le rôle des différents acteurs parce que les schémas actuels, fondés sur le rôle des opérateurs-intégrateurs, sont incompatibles avec des systèmes interopérables.


Réseau d’eau intelligent captif fondé sur des compteurs communicants

La distinction entre les fabricants de capteurs, fabricants de modules communicants, opérateurs de réseau télécom, gestionnaires de cloud et développeurs de logiciels permet de rendre un système interopérable parce que, à chaque niveau, un acteur peut être interverti avec un autre, tel que représenté dans le schéma ci-dessous :


Réseau d’eau intelligent interopérable fondé sur des compteurs communicants

Le développement d’interfaces entre les différents niveaux des réseaux intelligents (premier niveau : le compteur, deuxième niveau : module radio, troisième niveau : réseau), bien qu’officiellement engagé, est loin d’être abouti.

L’interopérabilité reste cependant une demande essentielle des collectivités dans l’optique de ne pas s’enfermer dans des systèmes captifs. L’absence d’interopérabilité est le principal frein technique au développement du « Smart Water ».

Une équation économique difficile à résoudre

La seconde problématique majeure pour l’essor des réseaux d’eau intelligents concerne la démonstration d’un retour sur investissement acceptable. Elle est étroitement liée à l’interopérabilité.

En effet, les systèmes déployés actuellement limitent considérablement le nombre d’objets connectés au réseau télécom, parce que les opérateurs-intégrateurs se concentrent sur le cœur de métier de leur maison-mère. Par exemple, les fabricants de compteurs se limitent au relevé des compteurs. Leurs systèmes ne permettent pas de relever à distance les bennes à ordure, les capteurs situés dans des places de parking, ou tout autre objet lié au concept de ville intelligente.

Sans mutualisation du réseau de télérelevé entre plusieurs applications, le retour sur investissement de son déploiement est plus long par rapport à un réseau ouvert à tout objet communicant dont le coût d’installation et de maintenance est partagé avec un grand nombre de capteurs.

De plus, l’utilisation de la technologie adaptée pour relever chaque objet communicant (radio-fréquence, réseau de téléphonie mobile, Wi-Fi, Ethernet, etc.) permet de ne pas sous ou sur-utiliser une infrastructure de télérelève. L’adéquation entre le coût de relevé d’un objet et la valeur des données transmises passe par l’utilisation de la technologie de télérelevé adaptée.

L’interopérabilité peut ainsi être à l’origine d’un retour sur investissement acceptable, car elle permet de mutualiser les infrastructures déployées et d’utiliser la technologie adaptée pour relever chaque objet communicant.

Le développement d’opérateurs télécoms indépendants des industriels semble ainsi indispensable car leur modèle économique consiste justement à mutualiser l’infrastructure du réseau avec un grand nombre d’applications.

Soutenons une nouvelle filière industrielle française

Le « Smart Water » s’intègre dans le marché plus large de la ville intelligente. Au-delà des problématiques techniques et économiques, la mobilisation des collectivités locales et de l’État est fondamentale afin de soutenir le développement d’une nouvelle filière industrielle française créatrice d’emplois non délocalisables et génératrice de valeur pour les collectivités, entreprises et clients finaux.

En effet, l’investissement des collectivités dans des sites pilotes et des déploiements massifs représente une opportunité pour les industriels, fournisseurs de services et les nouveaux acteurs français du secteur afin de consolider leur savoir-faire, renforcer leurs effectifs et se préparer à des déploiements à l’international.

Malgré les contraintes budgétaires actuelles de l’État et des collectivités locales, le retour sur investissement lié aux solutions de réseaux d’eau intelligents existe et est démontrable, dans la limite du déploiement de systèmes interopérables.

Les élus locaux et nationaux ont ainsi toutes les cartes en main pour participer à l’essor d’une nouvelle filière industrielle française.

Loïc CHARRON, directeur commercial Smarteo Water
24 avril 2014




Smarteo Water est spécialiste de la maîtrise de l’eau. L’entreprise intervient dans le comptage, la débitmétrie et les réseaux intelligents grâce à une large gamme de produits et solutions de supervision.
Pour plus d’informations : www.smarteo-water.com


Les attentes des gestionnaires de réseau et des consommateurs par rapport aux SWAN

Les technologies de Smart water offre des solutions innovantes au service de l’optimisation de la gestion des réseaux d’eaux potables et usées, et qui sont capables de répondre aux attentes et besoins des différents acteurs de la chaîne de valeur de l’eau.

Les attentes des gestionnaires de réseaux

Les gestionnaires du service d’eau (collectivités et opérateurs privés) ont de fortes attentes à différents niveaux.


Source : Solucom

Concernant les attentes des gestionnaires de réseaux, des études ont montré les économies potentiellement réalisables grâce aux Smart water networks.


Source : Livre blanc Smart water, Sensus

Les attentes des consommateurs

Les consommateurs ont des attentes liées directement à l’optimisation de leur consommation et la maîtrise de leurs coûts :


Source : Solucom

Du Smart Water au Smart Energy

Le 22 mars 2014 était la journée mondiale de l’eau. Cette année, cette journée avait pour thème « Eau et énergie ». L’eau et l’énergie entretiennent de fortes interconnexions : la production d’énergie requièrent de l’eau et inversement. L’Organisation des nations unies pour l’éducation, la science et la culture (UNESCO) a publié son rapport triennal dont la nouvelle édition est consacrée à ce thème. Le rapport indique que 15 % des prélèvements d’eau proviennent du secteur énergétique et 90 % de la production mondiale d’énergie utilise des quantités importantes d’eau.

Parallèlement, environ 8 % de la production mondiale d’énergie est utilisée pour pomper, traiter et distribuer l’eau aux consommateurs. L’énergie représente un peu plus de 25 % des charges de production d’eau potable et environ 20 % des charges d’épuration des eaux usées. Les 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).

Les réseaux d’eau sont donc fortement consommateurs d’énergie. Face à l’augmentation des prix de l’énergie et aux réglementations de plus en plus contraignantes sur la performance énergétique, les Smart water networks permettront d’optimiser cette consommation d’énergie et d’accroître l’efficacité énergétique de la production et de la distribution d’eau potable et du traitement des eaux usées.

L’efficacité énergétique de la production et de la distribution d’eau potable

Améliorer l’efficacité énergétique de la production et de la distribution d’eau potable consiste à réduire la consommation énergétique de deux postes principaux :

  • le pompage : le pompage de l’eau est l’un des postes de consommation les plus importants. Des choix techniques tels que celui des pompes haute performance, mais aussi l’utilisation de variateurs de vitesse et de moteurs à haut rendement permettent de réduire la consommation énergétique. Il est également possible de travailler sur le profil hydraulique de la station de production de l’eau. La ligne piézométrique représente l’évolution du niveau de l’eau à l’intérieur d’une usine. En optimisant le différentiel de hauteur entre le point d’entrée des eaux et leur sortie, il est possible de réduire la puissance nécessaire requise par la pompe et donc son coût énergétique ;
  • le traitement : l’ozonation est un traitement chimique par oxydation. L’utilisation de réactifs chimiques oxydants pour le traitement des eaux vise la destruction des germes pathogènes mais également de certaines substances nocives, minérales, organiques. Ce processus intervient à plusieurs étapes de la production d’eau potable, permettant d’améliorer les goûts, les odeurs et de détruire les couleurs. Il est très consommateur d’électricité à travers les générateurs d’ozone. Le processus d’ozonation consommerait environ 0,09 kWh/m3. La réduction de la consommation d’énergie liée à l’ozonation peut se faire à plusieurs niveaux. Il est tout d’abord possible d’augmenter la concentration d’ozone dans le gaz vecteur afin d’optimiser la dépense énergétique nécessaire pour la production d’un kilo d’ozone (consommations du compresseur, du sécheur et de l’ozoneur). La destruction des traces d’ozone qui subsistent dans l’évent des tours de contacts peut être optimisée, soit en récupérant une partie de la chaleur, soit en faisant passer le gaz sur un catalyseur permettant de réduire la température du chauffage (destruction thermo catalytique). Enfin, la mise en place d’un système de régulation de débit de gaz ozoné, basé sur des mesures d’ozone dans le gaz (sortie ozoneur), permet aussi d’optimiser les performances énergétiques de l’installation.

Il est également possible de réduire la consommation d’énergie d’une station de traitement des eaux en réutilisant la chaleur des effluents pour chauffer les bâtiments. Les pompes à chaleur permettent de valoriser l’énergie thermique contenue dans les effluents. Sur une station de traitement de l’eau, cette technique permet de chauffer les locaux en réduisant notablement l’usage de combustibles fossiles (gaz, fuel, etc.). La station de traitement des eaux de Lyon La Feyssine est équipée d’une pompe à chaleur. Cela permet de chauffer l’ensemble des 700 m2 des locaux d’exploitation.

Pour en savoir plus :

Efficacité énergétique – Pompage
Efficacité énergétique – Optimisation du profil hydraulique
Efficacité énergétique – Traitement de l’eau
Efficacité énergétique – Bâtiments
Les économies d’eau et d’énergie dans les usines de production d’eau potable, Syndicat des Industriels des Equipements du Traitement de l’eau

L’efficacité énergétique dans le traitement des eaux usées et des boues

L’efficacité énergétique dans le traitement des eaux usées et des boues est une activité innovante. Elle consiste à rechercher et mettre en œuvre des solutions qui contribuent à préserver les ressources énergétiques et à favoriser leur utilisation raisonnée.

L’optimisation de l’efficacité énergétique des stations d’épuration

Certains acteurs indiquent qu’une réduction de 75 % des dépenses d’exploitation sur la durée de vie d’une station d’épuration (20 ans) pourrait être réalisée grâce aux optimisations énergétiques sur les différents postes de consommation (pompage, traitement de l’air, traitement des eaux usées, etc.).

La réduction de la consommation énergétique de la station d’épuration peut se concentrer sur différents processus énergivores :

  • le pompage représente 15 % des dépenses énergétiques d’une station d’épuration. Dans le domaine des eaux usées, il est plus difficile de maîtriser les flux entrants et donc d’optimiser les consignes d’arrêt et de démarrrage des équipements en fonction d’une journée ordinaire pour réduire les consommations énergétiques. Le dimensionnement de la pompe, sa maintenance et l’énergie qu’elle consomme sont les trois leviers pour un système de pompage adéquat. Des choix techniques tels que celui des pompes haute performance, mais aussi l’utilisation de variateurs de vitesse et de moteurs à haut rendement permettent d’n optimiser la consommation ;
  • le traitement biologique des eaux usées constitue le poste le plus énergivore avec entre 40 à 70 % des dépenses énergétiques d’une station d’épuration. Il est possible de réduire la consommation énergétique de ce processus de 15 % en ajustant en continu le débit de l’air fourni au traitement biologique des boues urbaines en fonction de la concentration en ammonium et en nitrates ;
  • le traitement de l’air équivaut à 10 % des dépenses d’énergie d’une station d’épuration. L’efficacité énergétique de ce processus peut être améliorée en limiter le débit d’air à traiter, en améliorant la conception du circuit d’air et en sélectionnant au mieux la technologie de ventilation nécessaire.

Améliorer l’efficacité énergétique du traitement biologique des eaux usées
Améliorer l’efficacité énergétique du traitement de l’air des stations d’épuration

La production d’énergie à partir des boues

Le traitement des boues d’une station d’épuration représente 15 % de la consommation d’énergie de la station d’épuration. L’accroissement régulier du volume des boues générées par le traitement des eaux, lié à la fois au développement démographique et à l’extension urbaine représente des contraintes de plus en plus fortes. Pourtant, plus qu’un déchet, celles-ci constituent une source d’énergie renouvelable. 43 % de l’énergie potentielle de ces boues est valorisable grâce au processus de méthanisation produisant du biogaz.

Il est également possible d’utiliser les boues grâce à la pratique de co-digestion de biodéchets (résidus de cuisine, déchets de produits laitiers, boissons, etc.), conduisant à une augmentation de la production de biogaz et d’électricité.

Le groupe Veolia a ainsi optimisé la production d’énergie (électricité et gaz) à partir des boues des 21 stations d’épuration d’Europe de l’Ouest et d’Europe centrale. Celles-ci génèrent désormais au total 93,3 millions de m3 de biogaz par an pour une capacité installée de 36 mégawatts (MW). Alors que ces stations d’épuration consomment 280 GWh d’électricité par an, elles en produisent 150 GWh par an.

Selon une récente étude du cabinet Ernst & Young réalisée pour l’ADEME, le secteur de la méthanisation des boues de stations d’épuration serait une conséquence positive du nombre d’installations, qui passerait de 100 à 130 installations en 2020 alliant les techniques de cogénération, de production de chaleur seule et d’injection de biométhane dans le réseau.

Les tarifs d’achat de l’électricité produite rendent la technique économiquement attractive pour les stations d’épuration importantes. En revanche, les investissements à réaliser sont moins incitatifs lorsque la taille de la station diminue.

La récupération d’énergie sur les réseaux d’assainissement

Avec une température comprise entre 15 et 20 °C toute l’année, les effluents qui circulent dans les réseaux d’eau usées peuvent être sources, d’une part, de chaleur grâce à l’installation d’une pompe à chaleur (PAC) et, d’autre part, d’électricité grâce à la valorisation de leur énergie cinétique. Différentes techniques existent comme le pompage de la chaleur des effluents des réseaux ou le remplacement des brise-charge par des turbines hydrauliques.

La valorisation de la flexibilité des réseaux d’eau pour faire du Smart Energy

Les processus de production et de distribution de l’eau potable et ceux de traitement des eaux usées sont très consommateurs d’électricité. Afin de réduire les pics de consommation sur les réseaux publics de distribution d’électricité et de réduire la facture énergétique, il est possible d’avoir recours à différents procédés pour accroître la flexibilité des réseaux d’eau :

  • ajustement : augmenter ou baisser la consommation d’électricité d’un site sur demande et avec une réactivité importante pour corriger des erreurs de prévision ;
  • effacement : arrêter ou reporter la consommation d’électricité d’un site sur demande, pour éviter des pics de consommation, suivant des conditions fixées à l’avance ;
  • profilage : optimiser le profil de consommation d’un ou plusieurs sites en fonction des tarifs de l’électricité.

Comme la consommation d’électricité, la consommation d’eau n’est pas constante au cours de la journée. Le matin et le soir constituent des périodes de pointe de consommation d’eau. Cependant, contrairement à l’électricité, il est impossible de produire de l’eau en fonction de la demande. La production d’eau se fait à débit fixe. Afin de pouvoir répondre à ces fortes demandes, il est nécessaire de disposer de réserver suffisante. Et contrairement à l’électricité, l’eau se stocke. Il est donc possible de réaliser le traitement de l’eau et son pompage vers les châteaux d’eau aux heures creuses afin de bénéficier de tarifs avantageux.

De même, certains acteurs font le choix de stocker les eaux usées dans les réseaux en période de pointe et de les traiter de façon différée. Cela constitue un moyen de réduire la facture sans réduire la consommation d’énergie et d’aider le système électrique à passer les pointes.

Article « Vers une plus grande autonomie énergétique des stations d’épuration », Set Revue, Alain Héduit et Jean-Pierre Tabuchi
La station d’épuration du futur, Veolia Environnement, Le cahier des chroniques scientifiques n° 17, juin 2010

Les initiatives des acteurs industriels

Le Smart water networks forum : une alliance réunissant des opérateurs et des industriels du monde entier

Créé en mai 2011 autour de Schneider Electric, le forum SWAN, qui rassemblait à l’origine Derceto (industriel américain), Echologics (division de Mueller Water – industriel américain), i2O Water (industriel britannique), TaKaDu (industriel israélien) et Telvent (depuis racheté par Schneider Electric) a pour ambition de développer les réseaux d’eau intelligents, appelés aussi Smart water networks.

Face à la complexification de la gestion de réseaux d’eau générant chaque jour davantage de données, les industriels ont souhaité se rassembler afin de proposer des solutions intelligentes. Pour garantir aux entreprises et aux distributeurs une meilleure gestion de leurs infrastructures, les membres du SWAN souhaitent promouvoir, grâce à l’instrumentation et la télégestion, un traitement optimal des données recueillies dans le but de rationaliser et d’accroître l’efficacité des réseaux de distribution d’eau.

Depuis sa création, près de 70 membres (distributeurs d’eau, opérateurs, intégrateurs, bureaux d’études ou universités) ont rejoint le forum SWAN : Veolia Eau, Thames Water, ABB, Itron, Sensus, Grundfos, Ryb, Danfoss, Siemens Water Technologies, etc.

Pour en savoir plus :

Site de l’Alliance SWAN

Une chaire industrielle et internationale « Réseaux urbains intelligents – Eau »

Pour développer et promouvoir les technologies permettant de rendre les réseaux d’eau intelligents, l’Université Lille 1 – Sciences et Technologies (compétences pluridisciplinaires en génie urbain, mécanique, informatique, matériaux, électronique, biologie, sciences sociales), le Centre d’Innovation des Technologies sans Contact (CITC – EuraRFID, centre de ressources, de technologies et d’expérimentations sur les réseaux intelligents) et Eaux du Nord (délégataire du service public de l’eau pour le compte de Lille Métropole) se sont associés autour de la mise en place d’une chaire industrielle « Réseaux urbains intelligents – Eau ».

Elle a pour but de créer une dynamique scientifique, technologique et de partenariat avec les collectivités et les acteurs économiques autour du concept de la ville intelligente, et en particulier les réseaux d’eau intelligents.

La chaire est rattachée au Laboratoire de Génie Civil et Géo-environnement portant sur le concept de la Smart city et confiée au Professeur Ilan Juran, ancien doyen de la faculté de Génie civil, Transport et Environnement de l’Université de New-York et actuellement le directeur exécutif de W-SMART, l’association internationale sur la sécurité de l’eau.

En assurant une visibilité accrue du territoire de la métropole de Lille, cette chaire facilitera la mise en place de projets de recherche et de formation, attirant de ce fait davantage d’étudiants, de chercheurs, d’entreprises innovantes et de financements. Cette chaire doit permettre de créer un effet cluster. Bureaux d’ingénierie, entreprises, gestionnaires de réseaux, collectivités, agence de développement, agences internationales, laboratoires de recherche seront mobilisés autour de projets innovants, comme autour du projet Sunrise. Un consortium européen réunissant universités et leaders européens de l’industrie de l’eau est d’ailleurs en cours de création.

Les projets en France

Nord – Pas-de-Calais : Sunrise, développer les Smart grids sur un campus universitaire

Le projet Smart Urban Networks for Resilient Infrastructures and Sustainable Ecosystems (Sunrise - Réseaux urbains intelligents pour le développement durable) a pour objectif de rendre intelligents les réseaux d’eau et d’énergie du campus de l’Université de Lille 1. L’ambition est de développer une gestion optimale et interdépendante des ressources en eau, électricité et chauffage des 50 bâtiments du campus (résidences universitaires, cantines, laboratoires, salles de classe) qui représentent une surface de 300 000 m2 pour 110 hectares de campus et 23 000 usagers.

Les 70 kilomètres de réseaux d’eau, d’électricité et de chauffage du campus seront équipés de multiples capteurs afin de mesurer les consommations, d’analyser la qualité de l’eau ou de l’électricité fournies et de détecter tout défaut sur le réseau électrique.

L’évolution du réseau d’eau est un des enjeux fondamentaux de ce projet. L’objectif est d’imaginer de nouveaux outils et systèmes pour que le réseau soit plus sécurisé et plus performant (repérage automatique des pollutions, réduction en amont des pertes d’eau, etc.). L’enjeu est également de responsabiliser davantage les usagers quant à cette ressource rare et précieuse.

Le projet est piloté par le Laboratoire de génie civil et géo-environnement de Polytech’Lille, l’entreprise Eaux du Nord et le Centre d’innovation des technologies sans contact. Il rassemble, également, les entreprises ERDF, Eiffage Energie et Dalkia.

Le projet est aujourd’hui en cours de montage et sera déployé sur tout le campus d’ici la fin de l’année 2014. Les acteurs du projet souhaitent à terme faire de ce site un démonstrateur européen des réseaux d’eau intelligents.

Île-de-France : un ancien château d’eau de Montreuil transformé en pile thermique urbaine

En 2008, la mairie de Montreuil a choisi d’explorer les possibilités de valoriser du point de vue social et environnemental le château d’eau du Bel Air, qui devait être détruit car il n’était plus rentable et donc plus exploité par le Syndicat des Eaux d’Île-de-France depuis cinq ans.

La mairie a fait ce choix parce que, construit en 1936 et d’une hauteur de 40 mètres, l’édifice est dans un état général correct et que faisant partie du paysage de la commune, il est bien accepté par les riverains.

L’analyse des possibilités de valorisation du château d’eau a été confiée au bureau d’études Elioth, spécialisé en recherche et développement sur le sujet des énergies renouvelables. En mars 2009, le bureau d’études a remis à la mairie de Montreuil une étude de faisabilité concernant la transformation du château d’eau en pile thermique urbaine. L’idée est de faire du château d’eau un « cumulus » urbain stockant l’énergie thermique d’origine solaire et la distribuant l’hiver pour les besoins en chauffage du quartier.

L’essentiel du projet repose sur le fait d’utiliser une infrastructure de stockage d’eau existante et bien acceptée par la population. En effet, stocker de l’eau nécessite beaucoup d’espace et les réservoirs ne peuvent pas toujours être construits dans des zones urbaines pour des raisons de place et d’acceptation des habitants. De plus, le château existant déjà, le projet ne se heurte pas aux coûts de construction du réservoir, notamment. Sa vocation originelle de stockage d’eau est conservée, le volume et la compacité du réservoir assurent une bonne inertie thermique, tandis que sa hauteur permet l’installation d’une surface de 500 m2 de capteurs solaires thermiques qui ne sont pas masqués par les bâtiments voisins.

Il faudra construire une boucle de circulation d’eau chaude pour alimenter la chaufferie du quartier, située à 100 mètres du château d’eau. L’ensemble du système se régulera automatiquement en fonction des besoins par sondes de températures.

Selon le bureau d’étude, ce nouveau système permettra de couvrir les deux tiers des besoins en chauffage des 65 futurs logements construits dans le quartier (logements basse consommation) et d’alimenter près de la moitié des besoins en eau chaude sanitaire de plus de 200 autres logements réhabilités. Il permettrait également de réduire de 75 tonnes les émissions de CO2 par an.

Fonctionnement annuel du château d’eau


Source : Elioth

La simulation thermique effectuée lors de l’étude de faisabilité met en évidence le cycle de montée et descente en température de l’eau suivant le cycle des saisons. Au printemps, passées les forts prélèvements thermiques hivernaux pour le chauffage des habitations, le château d’eau remonte lentement en température. En été, il arrive progressivement à pleine capacité et le prélèvement des besoins en eau chaude permet de puiser l’excédent d’énergie thermique en profitant de ses potentialités de fortes montées en température. Les rayons de l’automne achèvent de recharger le château d’eau avant la grande consommation hivernale. Enfin, pendant les saisons froides, les logements puisent dans la chaleur engrangée et la température du réservoir décroît lentement.

Île-de-France : Téléo, Res’Echo et Qualio, les projets de réseaux d’eau intelligents du Syndicat des eaux d’Île-de-France

En 2010, à l’occasion du renouvellement du contrat de délégation du service public de l’eau potable, le Syndicat des eaux d’Île-de-France a souhaité intégrer les dernières innovations en matière de réseau intelligent et communicant sur son réseau d’eau potable. C’est ainsi que depuis 2011, le déploiement de différents outils au travers de trois projets sont en cours :

  • Téléo, un projet de déploiement de nouveaux compteurs d’eau permettant le télé-relevé, la détection en temps réel des évolutions rapides de consommation, la facturation sur consommation réelle et une information plus précise des consommateurs sur leur consommation d’eau ;
  • Res’Echo, un projet à la fois :
    • de déploiement de capteurs sur les canalisations « sensibles » du réseau (zones de carrières, de sols argileux, etc.) et de systèmes de télétransmission des informations issues des capteurs, afin de pré-localiser des fuites en vue de leur traitement précoce ;
    • de sectorisation du réseau et de modulation de la pression permettant de limiter les volumes perdus localement grâce à un suivi en temps réel. ;
  • Qualio, un projet de mise en œuvre de capteurs destinés à réaliser des mesures de la qualité de l’eau sur le réseau.

Ces outils sont reliés à un système de supervision et de pilotage centralisé du réseau, appelé SERVO, qui permettra d’avoir une vision globale du réseau d’eau et ainsi de mieux planifier et piloter les actions du concessionnaire du réseau.

Pour en savoir plus :

SEDIF, Téléo : le télé-relevé des compteurs d’eau
SEDIF, Res’Echo, maîtrise des pertes en eau sur le réseau d’eau potable
SEDIF, Qualio, la traçabilité totale de l’eau jusqu’au robinet

Haute-Normandie : Déploiement de compteurs d’eau communicants sur la communauté d’agglomération du Havre

En 2012, la Communauté d’agglomération du Havre (CODAH) a choisi d’équiper l’ensemble de son territoire, soit 17 communes, de compteurs d’eau communicants. L’objectif de la communauté d’agglomération est de déployer 100 000 compteurs communicants entre 2012 et 2016 pour un investissement de 15 millions d’euros. Pour la CODAH, le déploiement du télé-relevé répond à un double objectif. Il permettra de renforcer la performance opérationnelle des services de l’eau pour l’exploitation du réseau d’eau potable en optimisant le rendement du réseau, en automatisant le processus du relevé et de facturation des consommations d’eau, en modernisant les outils et en simplifiant la tâche des agents de la régie. Il permettra également d’améliorer la qualité de service aux usagers avec la mise en place de nouveaux services tels qu’un suivi de la consommation d’eau en ligne, un service d’alerte en cas de fuite d’eau par envoi de messages (SMS) ou de courriel et une facturation sur la base de la consommation réelle, sans dérangement lié à la relève du compteur d’eau.

Dans le projet de la CODAH, plusieurs modèles de compteurs sont déployés. Chaque compteur communique ses données par ondes radio à des relais GSM, qui remontent ensuite les informations sur les serveurs de m2ocity, opérateur du réseau de télé-relevé et filiale de Veolia Eau et Orange. M2ocity relaie ensuite les données aux services de l’eau de la CODAH qui, après des traitements métier, les mettent à leur tour à disposition des usagers. Cette infrastructure de télé-relevé de m2ocity pourrait permettre de connecter d’autres compteurs communicants (gaz par exemple) et d’autres capteurs fonctionnant avec la même technologie radio.

Les premiers compteurs ont été déployés et les premiers services aux abonnés sont opérationnels depuis la mi-2013. À l’image de ce qui est fait pour le compteur communicant Linky, la facturation des consommations d’eau se fait désormais sur un index réel et non plus estimé et les informations pour le suivi de la consommation (avec un détail horaire et la possibilité d’être prévenu en cas de dépassement de seuil volume/prix) sont disponibles pour les consommateurs sur Internet. D’autres services, comme des alertes par courriel ou SMS en cas de fuite d’eau et des conseils et défis de baisse des consommations entre ménages comparables, sont également disponibles. Cette information des consommateurs a un réel impact sur leur comportement et donc sur leur consommation, avec une baisse moyenne de la consommation d’eau de l’ordre de 15 % par an.

Pour en savoir plus :

Le télerelevé, Site de la CODAH

Les projets dans le monde

Malte

En 2008, le gouvernement maltais a fait le choix de développer l’économie touristique de l’île. Cette décision a mécaniquement fait augmenter la consommation d’électricité de l’île, notamment au moment de la pointe. Cependant, le producteur d’électricité maltais n’avait pas les capacités de production installées nécessaires pour faire face à la demande. Le choix du gouvernement impliquait donc la création d’une nouvelle centrale thermique de production, une importation plus importante d’énergie fossile par pétrolier et, donc, la dégradation significative de l’empreinte carbone de l’île.

Par ailleurs, sur l’île, l’eau potable sur l’île est produite grâce à une usine de désalinisation très consommatrice en énergie. Près de 75 % du coût de l’eau produite est directement lié à la production d’énergie.

Pour éviter la construction d’une nouvelle centrale thermique, le gouvernement a décidé de déployer 250 000 compteurs d’eau et d’électricité communicants afin, d’une part, de mettre les données de consommation d’énergie à disposition des citoyens pour les inciter à réduire leur consommation (suivi de la consommation en temps réel, mais également tarification variable) et, d’autre part, de permettre aux gestionnaires de réseaux d’eau et d’électricité de mieux planifier leurs investissements dans le réseau et de réduire les inefficiences (fuites, pertes techniques et fraudes par exemple). Pour ce faire, en plus des compteurs communicants, de nombreux capteurs et une plate-forme de pilotage globale des réseaux d’eau et d’électricité exploitant les données issues de compteurs sur l’île ont été déployés.

Itron (fournisseur de compteurs), Ondeo Systems (fournisseur de la solution de comptage pour l’eau), IBM (intégrateur de système), Enemalta (fournisseur, gestionnaire du réseau de distribution d’électricité) et Water Services Corporation (distributeur d’eau maltais) sont partenaires de ce projet.

États-Unis – Dubuque ou la ville modèle dans l’utilisation des compteurs d’eau intelligents

La ville de Dubuque dans l’Iowa est devenue en l’espace de quelques années un modèle dans l’utilisation de compteurs d’eau intelligents. Entre 2010 et 2011, un compteur d’eau communicant a été installé dans tous les foyers. Grâce aux données issues des compteurs et à un portail Internet utilisé par les consommateurs, le gestionnaire du réseau d’eau pense qu’il est possible d’atteindre une baisse globale de 6,6 % dans la consommation d’eau et une nette augmentation (8 fois plus) de la détection des fuites et donc de leur colmatage.

De plus, 77% des clients déclarent mieux comprendre la manière dont ils consomment l’eau et 70 % que le portail les a aidés à évaluer les changements qu’ils ont effectués dans leurs habitudes de consommation. 48 % avouent également que ça leur a permis de consommer moins et 61 % ont pris des mesures pour réduire leur consommation (par exemple, douches plus courtes). Enfin, 48 % ont l’intention d’apporter des modifications supplémentaires à leur équipement sanitaire ou dans la manière dont ils utilisent l’eau.

Forum et interviews

La Commission de régulation de l’énergie a organisé son quinzième forum le 29 avril 2014 sur le thème « Les réseaux d’eau intelligents, un progrès continu dans la gestion de l’eau ».

Thomas Perianu, Directeur délégué Smart Water à la Lyonnaise des Eaux, Christophe Perrod, Directeur général des services techniques du Syndicat des eaux d’Île-de-France et Isam Shahrour, Professeur à l’Université Lille 1 et Responsable du projet Sunrise sont intervenus lors du forum afin de nous présenter ces technologies qui ouvrent de nouvelles perspectives pour une meilleure gestion de la ressource et permettent de proposer des services innovants aux exploitants, collectivités et abonnés


Point de vue de Thomas Perianu
Directeur délégué Smart Water

Point de vue de Christophe Perrod
Directeur général des services techniques

Point de vue d’Isam Shahrour
Professeur
Directeur du Laboratoire Génie Civil et géo-Environnement
Responsable du Projet Sunrise


Vous découvrirez également les interviews suivantes :

Interview de Michel Jacquet
Directeur commercial

Interview de Régis Taisne
Chef de département de l’eau et assainissement




Point de vue de Thomas Perianu (Lyonnaise des Eaux) :

Les réseaux d’eau intelligents se composent de plusieurs « couches » :

  • la première couche est constituée des infrastructures de réseau : les canalisations, les stations de pompage ;
  • la deuxième couche est constituée des systèmes de comptage évolué (la chaîne communicante dans le domaine de l’eau rappelle celle du domaine de l’énergie : des compteurs avec des émetteurs, qui transmettent leurs données par CPL ou par radio à un système d’information qui les traite pour les transformer en informations exploitables). Aujourd’hui, ce système est utilisé essentiellement pour la facturation, mais les nombreuses données collectées (volume, mais aussi localisation géographique, etc.) pourraient être utilisées à d’autres fins (meilleure gestion du réseau, etc.).

Ces deux couches constituent la « base » des réseaux d’eau intelligents, car elles comprennent des technologies matures.

Les couches supérieures sont constituées :

  • des réseaux de distribution d’eau potable, d’assainissement et de collecte des eaux pluviales intelligents, qui permettent de rendre la ville plus résiliente et de faire des économies. Ce marché s’adapte aux besoins et aux contraintes locales ;
  • du Smart Water Energy : ce sont les technologies qui sont mises en œuvre pour consommer moins d’énergie à service rendu équivalent. Il s’agit de développer une meilleure connaissance en temps réel du comportement des usines, des réseaux d’eau, des stations de pompage, et de développer la modélisation et la prévision. Il s’agit également de travailler sur les profils de consommation d’électricité des infrastructures afin d’acheter l’électricité au moment où elle est la moins chère. La flexibilité des réseaux d’eau le permet ;
  • du Smart Environnement : le développement de l’intelligence concerne l’ensemble du cycle de l’eau (par exemple, l’installation de bouées dans l’étang de Thau pour mesurer l’oxygène dissout, la turbidité et d’autres paramètres de qualité du milieu, le déploiement de bouées sous-marines à Marseille qui fonctionnent comme des sonars captant des profils acoustiques qui sont révélateurs/évaluateurs de la biodiversité).

Actuellement, le télérelevé des compteurs d’eau est un marché en pleine expansion. En trois ans, la Lyonnaise des eaux a équipé 20 % de ses clients, soit un million de compteurs d’eau communicants et télérelevés. La technologie utilisée est une technologie de transmission d’information à très longue distance (fréquence de 169 MHz), qui évite d’utiliser des répéteurs pour transmettre l’information. Cela simplifie le déploiement et la maintenance des systèmes de comptage.


Source : Lyonnaise des Eaux

Un réseau d’eau intelligent se définit par :

  • un système d’information géographique performant et une cartographie fine qui permettent une connaissance plus approfondie des infrastructures (localisation, etc.) ;
  • des capteurs de pression, de chlore, des débitmètres qui permettent d’avoir une information complète sur les performances des infrastructures. Ce n’est pas le nombre de capteurs mais leur localisation sur le réseau qui est importante ;
  • une sectorisation du réseau, qui consiste à mettre des compteurs à l’entrée et à la sortie de chaque secteur pour connaître plus précisément ce qui se passe dans chaque partie du réseau ;
  • des systèmes d’hypervision qui rassemblent l’ensemble des données issues des capteurs. L’exploitant du réseau dispose ainsi en temps réel d’« images » de son réseau et de nombreux indicateurs (par exemple le taux de rendement du réseau, c’est-à-dire l’eau fournie aux abonnés par rapport à l’eau qui a été injectée dans le réseau) et ainsi identifier rapidement toute fuite ou rupture de canalisation.

Les réseaux d’eau intelligents offrent donc la possibilité d’avoir une connaissance fine du comportement et du fonctionnement des ouvrages.


Source : Lyonnaise des Eaux

Du point de vue de la gestion de la ville, le développement de l’intelligence sur les réseaux d’assainissement et sur les réseaux de collecte des eaux usées et pluviales est très intéressant. Il permet de :

  • protéger le milieu naturel et les citadins (maîtrise du risque d’inondation par la limitation des débordements en milieu urbain, grâce à l’utilisation des capacités de stockage du système et réduction des déversements extrêmement polluants dans le milieu naturel, qui sont responsables de 50 % de la pollution des rivières) ;
  • optimiser la gestion des infrastructures existantes (prévision et gestion de crises, optimisation des coûts d’exploitation par la gestion automatisée des réseaux et la gestion anticipative et dynamique des usines d’épuration en temps de pluie, réduction des investissements en mobilisant la capacité de stockage disponible en réseau).

Ces systèmes de gestion dynamique des évènements pluvieux ont été installés en région parisienne et à Bordeaux (système RAMSES qui donne une représentation plus élaborée qu’un SCADA et qui gère des automatismes) notamment. Ce sont des systèmes fonctionnant en temps réel (les données sont actualisées toutes les 5 minutes) pour respecter les exigences opérationnelles de l’exploitation. Ils s’appuient sur les prévisions météorologiques et sur des modèles mathématiques qui convertissent ces prévisions météorologiques en volume d’eau qui vont tomber à chaque endroit critique du système de collecte et de traitement des eaux pluviales.


Source : Lyonnaise des Eaux

Ces systèmes permettent une anticipation du comportement des réseaux d’assainissement et l’opérateur peut agir en temps réel sur le système en fonction de la stratégie qu’il aura choisie et de la sévérité de l’évènement pluvieux : faire transiter rapidement l’eau dans les canalisations ou utiliser les possibilités de stockage du système pour traiter l’eau après l’évènement pluvieux.


Source : Lyonnaise des Eaux

L’énergie représente 20 à 25 % des coûts opératoires pour les gestionnaires des réseaux d’eau. Il existe de nombreuses sources de flexibilité pour réduire ses coûts notamment en jouant sur la consommation d’électricité des usines et des réseaux : efficacité énergétique, profilage, effacement et ajustement.

Les réseaux d’eau peuvent également être sources d’énergie par la méthanisation des boues des stations d’épuration pour produire du biogaz, par le développement de la micro, voire pico, hydroélectricité ou par la récupération de chaleur sur les réseaux d’assainissement grâce à des pompes à chaleur.


Source : Lyonnaise des Eaux


Thomas Perianu
29 avril 2014





Thomas Perianu est Directeur délégué Smart Water à la Lyonnaise des Eaux.





Point de vue de Christophe Perrod (Syndicat des Eaux d’Île-de-France) :

Le Syndicat des Eaux d’Île-de-France (SEDIF) constitue un exemple concret du déploiement à grande échelle de l’intelligence sur les réseaux d’eau. Le SEDIF est le plus grand syndicat intercommunal de distribution d’eau en France. Il regroupe 149 communes autour de Paris (Paris est autonome pour la distribution d’eau potable), pour plus de 4.4 millions d'habitants.

Dirigé par des élus, le SEDIF est une autorité concédante, les communes de son territoire lui ayant délégué leur compétence en matière de distribution de l’eau potable. Il est donc autorité organisatrice de la distribution de l’eau. Depuis l’origine, le choix du syndicat a été de travailler avec un délégataire (aujourd'hui Veolia) qui exploite le réseau. La maîtrise d’ouvrage des investissements est aujourd’hui de la responsabilité du SEDIF, sauf pour quelques projets comme Teleo, Qualio et Servo. Sur ces projets, le SEDIF a estimé important de s’appuyer sur l’expertise et l’expérience du délégataire en matière de réseaux intelligents et de réseaux communicants.


Source : SEDIF

Depuis toujours, le SEDIF s’appuie sur l’innovation pour la gestion de son patrimoine. Elle a été mise en œuvre dans les usines de production de l’eau potable :

  • des techniques de supervision et de gestion temps réel et des automatismes permettent de piloter, sans technicien, les trois usines principales sur la Seine, la Marne et l’Oise. La nuit, une intelligence artificielle pilote le fonctionnement des usines et peut alerter des techniciens d’astreinte en cas de problèmes, pour des réactions très rapides ;
  • des systèmes d’aide à la maintenance et de diagnostic intelligents interprètent les grandes quantités de données fournies par les capteurs et les compteurs situés sur les réseaux et permettent ainsi de détecter rapidement les fuites et les pannes.

Après avoir développé l’innovation dans les usines, l’objectif du SEDIF est de généraliser ces innovations en matière de gestion du réseau aux services des abonnés. Ainsi, le projet Teleo, développé par le délégataire Veolia, vise à installer des compteurs télérelevés pour tous les abonnés et à faire communiquer l’ensemble de ces technologies grâce à un système de contrôle centralisé de nouvelle génération.

Le SEDIF a fait le choix de ne pas déployer son propre réseau de communication pour le relevé des compteurs (le relevé se fait par communication radio) mais de faire réaliser ce service par une société qui peut également le proposer à d’autres opérateurs de réseau (gaz par exemple). Cela permet de mutualiser certains coûts et de réduire la charge pour le SEDIF.

Les deux objectifs principaux de ce projet sont :

  • d’améliorer le service fourni aux abonnés : plus de dérangement pour le relevé des compteurs, pas de surprise dans la facturation, car les factures sont fondées sur la consommation réelle et non sur des estimations, possibilité de suivre sa consommation sur une interface Internet et d’être alerté en cas de consommation anormale ;
  • de piloter le réseau en temps réel de la même manière que les usines.


Source : SEDIF

Pour le SEDIF, Teleo est un projet d'ampleur puisque le territoire compte 4,4 millions habitants et que ce sont près de 570 000 compteurs qui seront déployés en moins de cinq ans. Il faut également installer les 57 000 répéteurs sur le domaine public. Le choix s’est porté sur l’éclairage public comme principal point d’installation, ce qui nécessite de négocier des conventions d’occupation du domaine public avec chacune des 149 communes membres.

L’objectif est que, d’ici fin 2015, au moins 97 % des 2 millions de factures émises chaque année soient fondées sur la facturation réelle.


Source : SEDIF

Teleo représente un projet industriel conséquent à l’échelle du SEDIF. Le déploiement a été organisé de telle sorte que 100 000 compteurs soient posés par an. Le délégataire est incité financièrement à respecter les délais de pose, par de lourdes de pénalités en cas de retard.

Il faut également accompagner le projet auprès des abonnés et des collectivités. Une importante campagne de communication est mise en œuvre.


Source : SEDIF

Développé en parallèle, le projet Qualio a également pour finalité d’améliorer le service apporté aux abonnés. L’objectif du projet est de déployer plus de 200 capteurs qualité sur le réseau afin d’avoir une traçabilité totale de l’eau depuis la ressource jusqu’au robinet du consommateur.

Les sondes de mesure en temps réel de la qualité de l’eau (température, taux de chlore, acidité – pH) sont en cours d’installation. Les données issues de ces capteurs sont transmises en temps réel au centre de traitement des données du SEDIF.

Le SEDIF travaille également à l’amélioration de la détection précoce des fuites à travers le projet Résech'o, le télérelevé et des bilans réguliers. Le déploiement de capteurs permet aussi de détecter les fuites sur le réseau. À ce jour, plus de 1 000 capteurs ont été installés.


Source : SEDIF

L’ensemble des données issues de ces capteurs (état des réseaux, des réservoirs) mais, également, les informations sur l’intervention des équipes, les plaintes des consommateurs, etc. sont consolidées en temps réel dans Servo, le nouvel outil de pilotage centralisé du SEDIF. Cet outil permet de traiter de très grandes quantités de données et de les analyser pour en extraire des informations directement exploitables pour une meilleure gestion en temps réel nos réseaux.

Ce système se construit progressivement et sera totalement opérationnel d’ici fin 2016.


Source : SEDIF


Source : SEDIF

Le SEDIF présentera de nouveaux résultats opérationnels d’ici fin 2015 début 2016.


Christophe Perrod
29 avril 2014





Christophe Perrod est le Directeur général des services techniques du Syndicat des Eaux d’Île-de-France.





Point de vue d’Isam Shahrour (Université Lille 1) :

Le projet Sunrise est un projet démonstrateur consacré non seulement aux réseaux d’eau intelligents, mais plus largement à la ville intelligente et durable.

À l’origine, ce démonstrateur était un projet de recherche académique. L’Université de Lille 1 et la Conseil régional du Nord-Pas-de-Calais ont souhaité axer les travaux de recherche sur la gestion des infrastructures et, non plus seulement, sur leur construction. L’intérêt de ce projet est de travailler sur le déploiement des technologies de Smart grids sur les réseaux d’eau, mais aussi sur les interactions entre les différents réseaux de la ville (électricité, gaz, eau, chaleur, éclairage public, etc.) et sur les interactions entre les réseaux et les usagers.

En l’absence de retour d’expérience concret sur le sujet, le projet de recherche académique s’est peu à peu transformé en démonstrateur à grande échelle. Le démonstrateur est localisé à la cité scientifique de l’Université de Lille 1, parce que ce campus offre la possibilité de travailler sur plusieurs réseaux en même temps (réseaux d’eau potable, réseaux d’assainissement, réseaux de chauffage urbain, réseaux de gaz, réseaux d’électricité en moyenne et basse tension, réseau d’éclairage public). Dans le même temps, ce campus constitue une « petite ville » à part entière : 25 000 usagers dont 4 000 étudiants qui vivent sur le campus, 140 bâtiments aux usages très différents (habitation, locaux à usage de recherche, restauration, etc.), et de qualité différente (bâtiments très anciens, bâtiments récents, etc.). Dans le cadre de ce démonstrateur, les réseaux et les bâtiments seront instrumentés. Cela permet d’avoir une vue large des interactions entre les bâtiments et les réseaux et entre les réseaux eux-mêmes.


Source : Université Lille 1

Le Conseil régional et la Communauté urbaine de Lille ont été d’emblée favorables au projet et ont constitué son premier soutien.

Les premiers travaux académiques menés dans le cadre du projet ont conclu que ce projet pouvait aider à mieux comprendre le patrimoine de l’université. Ainsi, 20 à 30 % d’économies de frais de gestion du patrimoine (qui chaque année s’élèvent à 7 ou 8 millions d’euros) seraient réalisables et pourraient être réinvesties dans la recherche et la formation. L’université est donc intéressée et engagée dans le projet.

Parmi les autres acteurs intéressés par le projet, on trouve les autres universités de la région, les collectivités qui disposent d’éco-quartiers et un bailleur social qui souhaitait également réduire ses charges, qui pèsent très lourd sur les locataires.

Ce projet est devenu un projet phare de Smart grids en région Nord-Pas-de-Calais, car il est original. Son originalité repose sur :

  • le fait que l’université est le seul maître d’ouvrage du projet, permettant de mettre rapidement en œuvre chaque décision ;
  • la forte activité de recherche : plus de 2 000 doctorants et chercheurs des laboratoires de l’université travaillent sur le projet dans des domaines variés : ingénierie, informatique, automobile, sciences sociales (économie, sociologie), etc. ;
  • une forte activité de formation (près de 20 000 étudiants).

Le consortium des partenaires du projet est large et se compose :

  • d’opérateurs : Eaux du Nord, Eau de Paris, Dalkia pour le réseau de chauffage urbain, Lille Métropole Habitat (le bailleur social qui gère 32 000 logements dans la métropole de Lille) ;
  • de collectivités : l’Association des maires des grandes villes de France (AMGVF) et différentes collectivités territoriales du Nord-Pas-de-Calais ;
  • de différents acteurs internationaux comme W-Smart (association qui regroupe des grandes villes en Europe et aux États-Unis pour des échanges d’expériences dans le domaine de l’eau), l’Université de New-York et des opérateurs de réseau d’eau en Grande-Bretagne, aux Pays-Bas et en Espagne ;
  • de start-ups, de pôles d’innovations, de laboratoires de recherche et d’organismes de formation.

Le consortium s’est élargi à de nouveaux partenaires lors du montage d’un projet de contrat de plan État-Région (CPER 2015-2019): l’Institut national de recherche en informatique appliquée (INRIA), l’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (IFSTTAR), le Conseil Architecture Urbanisme Environnement (CAUE), etc.


Source : Université Lille 1

Le campus de l’université dispose d’un réseau d’eau potable de 16 kilomètres. Il n’est pas très grand, mais il est relativement complexe à gérer parce qu’à l’origine le réseau a été de construit de façon maillée. Aujourd’hui, la localisation de l’ensemble des canalisations, de leurs équipements constitue une tâche laborieuse. L’objectif premier du projet est donc de réaliser une cartographie de ce réseau pour mieux comprendre et gérer le patrimoine.


Source : Université Lille 1

Les autres objectifs du projet sont :

  • l’amélioration de la gestion du réseau d’eau (gestion du patrimoine, détection des fuites, détection de la contamination, sensibilisation des usagers sur les usages de l’eau potable et de l’eau chaude) ;
  • le développement des connaissances académiques : recherche et innovation, plate-forme pédagogique (formation initiale et continue), attractivité.

Le projet sur l’eau a comporté :

  • la mise en place d’un laboratoire commun « Réseaux d’eau intelligents » par la signature d’une convention de longue durée avec le CEA-LIST (institut de recherche sur les systèmes numériques intelligents), W-Smart et KWR (institut de recherche néerlandais sur le cycle de l’eau) ;
  • la création d’une chaire industrielle avec Eaux du Nord ;
  • le lancement depuis un an de deux projets : le projet INCOM dédié aux fuites et le projet BioSmart sur la biocontamination, tous deux réalisés avec avec Eaux du Nord, CEA List, Eau de Paris, W-Smart et Vitens (opérateur de réseau d’eau néerlandais).

Le projet Sunrise fait également partie d’un projet européen plus large sur l’évolution des réseaux d’eau : le projet SmartWater4Europe. Ce projet regroupe trois autres démonstrateurs en Espagne, aux Pays-Bas et en Grande-Bretagne. Il permettra le partage d’expertise entre les différents partenaires au niveau européen. Grâce à ce projet européen, le projet Sunrise mobilise 3 millions d’euros de financements.


Source : Université Lille 1

Le projet Sunrise est structuré autour d’une plate-forme centrale.


Source : Université Lille 1

Un des objectifs du projet est également de tester des innovations dans le domaine de l’instrumentation et de la mesure. Trois capteurs innovants seront installés sur le réseau : Intellisonde, Optiqua EventLab et S-Scan. Cela permettra de comparer les performances de ces différents capteurs sur un même site.


Source : Université Lille 1

Aujourd’hui, le télérelevé est installé. Les points rouges sur la carte ci-dessous donnent la localisation des 75 points de mesure de débit. Le réseau du campus est raccordé au réseau d’eau extérieur par 5 sections différentes : une au Nord (Cité scientifique), trois à l’Ouest (Bachelard, M5 et ECL) et une au Sud (4 Cantons).


Source : Université Lille 1

Les mesures sur le réseau sont effectuées toutes les heures. On dispose de ces mesures pour l’ensemble des bâtiments au cours des quatre dernières années.


Source : Université Lille 1

Un travail de modélisation hydraulique est également effectué avec EPANET (logiciel qui modélise le comportement de la qualité hydraulique et de l’eau des systèmes de tuyauterie de distribution d’eau).


Source : Université Lille 1

Concernant le calendrier du projet, l’objectif est, d’ici fin 2014, de compléter le système d’information géographique (localiser et déterminer l’état des 500 vannes du campus), de mettre en place une station d’étalonnage et, ainsi, de réaliser des tests en laboratoire avant de déployer les capteurs en situation réelle et de mettre en œuvre l’instrumentation hydraulique et l’instrumentation de la qualité.

En 2015 et 2016, l’objectif sera de réaliser les essais hydrauliques et de qualité, d’effectuer la modélisation numérique par des approches classiques mais, également, innovantes.


Isam Shahrour
29 avril 2014





Isam Shahrour est ingénieur civil des Ponts et Chaussées, professeur à l’Université Lille1/Polytech’Lille, Directeur du Laboratoire Génie Civil et géo-Environnement (LGCgE) et Responsable du Projet SunRise « Démonstrateur de la ville intelligente et Durable ».




Interview de Michel Jacquet (Sensus) :

Vous avez publié un Livre blanc sur les réseaux d’eau intelligents. Quelles en sont les conclusions ?

Sensus a en effet publié en 2012 un Livre blanc intitulé « Water 20/20 : Coup de projecteur sur les réseaux d’eau intelligents », dans l’objectif de recenser, d’analyser et de comprendre les opportunités, les défis et les problématiques liées aux réseaux d’eau intelligents. Ce Livre blanc présente les conclusions d’une enquête réalisée auprès de 1 000 décisionnaires dans le domaine de la distribution d’eau, complétée par des entretiens de fond avec 182 services des eaux, dans une quinzaine de pays à travers le monde, au rang desquels les Etats-Unis, le Japon, la Grande-Bretagne, l’Espagne, l’Allemagne, l’Italie et la France pour n’en citer que quelques-uns. Une des conclusions principales est que les opérateurs sont tous biens conscients des enjeux, quel que soit le continent où ils opèrent. Outre le besoin de mieux appréhender ce qui se passe sur leurs réseaux, il devient urgent pour eux de lutter efficacement contre les pertes en eau, non facturées, qui impactent directement le rendement de leurs réseaux. Près d’un tiers des interviewés à l’échelle mondiale déclarent faire face à des niveaux de fuites de plus de 40 %. On estime qu’il est de 25 % en moyenne en France aujourd’hui, avec un objectif fixé lors du « Grenelle 2 », de le ramener à 15 %.

Vous indiquez que les Smart water networks peuvent faire économiser jusqu’à 12,5 milliards de dollars aux gestionnaires des réseaux d’eau. Mais le déploiement de l’intelligence implique des investissements. Quel est donc le modèle économique des réseaux d’eau intelligents ?

Notre étude, pour laquelle nous avons mandaté un cabinet externe, montre en effet qu’entre 8 et 12,5 milliards de dollars sont perdus annuellement au plan mondial du fait des fuites, et que dans le même temps, une réduction d’environ 10 % des fuites pourrait générer une économie de 4,6 milliards de dollars.

Mais, comme pour toute situation de rupture technologique sur un secteur, le passage aux réseaux d’eau intelligents nécessite de procéder à des investissements. Et pour un retour sur investissement concret, il faut prendre en compte plusieurs éléments : d’une part, la configuration du réseau, le mode de fonctionnement du service et ses contraintes, les solutions envisagées devant être souples, évolutives et adaptées et, d’autre part, la partie communication du réseau, à savoir la transmission des informations collectées par le point de comptage, doit aller de pair avec la précision de la donnée. Les nouvelles technologies de comptage statique (la « famille » des compteurs statiques regroupe diverses technologies dont le point commun est l’absence de pièces en mouvement dans le flux, par opposition aux compteurs dits mécaniques) doivent permettre de comptabiliser tous les flux, y compris dans les très bas débits, et avec constance dans le temps, là où les technologies mécaniques montrent une érosion des performances.

Ceci permet un double gain à moyen terme : une détection des fuites améliorée de manière significative, donc une facturation optimisée, et un gain de longévité notable sur les matériels installés.

Quels sont les bénéfices des réseaux d’eau intelligents au-delà des seuls gestionnaires de réseau ?

Les gestionnaires de réseaux d’eau sont des opérateurs publics et tout bénéfice pour le gestionnaire se retrouve au niveau de l’abonné - usager. En tout premier lieu, le bénéfice commun à tous est une meilleure gestion de la production/distribution d’eau, pour préserver la ressource et éviter que les prix de l’eau n’augmentent. Mais au-delà de cela, les réseaux d’eau intelligents permettent également à l’usager d’accéder en totale transparence à l’ensemble de ses données de consommation, lui permettant ainsi d’être impliqué dans une démarche écoresponsable d’utilisation raisonnée de la ressource.

Quels sont les pays les plus avancés en matière de réseau d’eau intelligents ? Pouvez-vous nous présenter quelques projets innovants ?

On constate un développement récent des enjeux associés au développement des réseaux d’eau intelligents en Europe, parce que la prise de conscience dépend aussi de la manière dont le marché de distribution de l’énergie est organisé. Le Royaume-Uni et les États-Unis sont les pays les plus avancés, avec des projets concrets de réseaux d’eau intelligents en cours de développement à grande échelle. Sensus a par exemple été récemment choisi pour déployer sa technologie de communication pour les 10 millions de compteurs communicants qui seront prochainement installés dans le nord de la Grande-Bretagne, dans le cadre d’un vaste programme du gouvernement britannique (appel d’offres lancé par le « UK Department of Energy and Climate Control »). En France, des projets de dimension plus modeste sont à l’étude ou en phase de démarrage. Nous avons par exemple présenté récemment dans un communiqué de presse le projet du Syndicat des Eaux de Basse-Vigneulles et Faulquemont, en Lorraine, qui va installer 8 000 de nos compteurs intelligents iPERL en quatre ans, dans l’objectif de faciliter le relevé, pour passer de 400 actuellement à 2 000 compteurs relevés par jour.

Quelles sont les barrières existantes au développement des réseaux d’eau intelligents ?

La principale barrière est la résistance au changement et la peur pour certains acteurs, notamment certaines collectivités, de la technologie. Une autre barrière réside dans la nécessité d’avoir des systèmes inter-opérants et ouverts, ce qui n’a pas toujours été le cas jusqu’à présent.

Cependant, on constate globalement une bonne connaissance de cette nécessité d’investir dans des systèmes inter-opérants par les responsables des collectivités publiques distributrices d’eau.


Michel Jacquet
18 juin 2014



Michel Jacquet est le Directeur commercial de Sensus. De formation supérieure commerciale, il a évolué au travers de différents postes de management, dans le secteur du TP et plus particulièrement celui du cycle de l’eau.
Après près de 20 ans dans le domaine des canalisations en matériau plastique pour l’adduction d’eau (Seperef), il a intégré le milieu du comptage avec Sensus, il y a 10 ans. Il dirige aujourd'hui une structure d’une trentaine de personnes.


Sensus est un leader des solutions technologiques propres, qui fournit des compteurs intelligents, des systèmes de communication, ainsi que des logiciels et des services aux secteurs de l’électricité, du gaz et de l’eau.
Sensus développe notamment une forte expertise sur les réseaux d’eau intelligents (« smart water network ») et a lancé en 2012 l’innovation iPERL, première solution de gestion intelligente des réseaux d’eau.
Sensus est présent dans près de cinquante pays, avec environ 3.500 collaborateurs servant plus de 10.000 clients, soit plus de 80 millions de points de comptage déployés à travers le monde. En France, Sensus est basé à Neyron dans l’Ain, et emploie une trentaine de personnes.

Interview de Régis Taisne (FNCCR) :

Quelles sont les différences entre les syndicats d’électricité et de gaz et les collectivités compétentes pour d’eau ?

Sans doute faut-il d’abord préciser ce que l’on entend par « réseau d’eau intelligent ». Et ce qu’il n’est pas. Le concept du « smart grid », très pertinent pour l’électricité (réseau maillé, gestion des pointes de consommation, faible capacité de stockage et donc très forts enjeux de gestion en temps réel, etc.) n’est pas réellement applicable pour l’eau et l’assainissement.

Pour la FNCCR, le « réseau d’eau intelligent » est celui qui permet – ou permettra – de mettre à disposition de l’autorité organisatrice, de l’exploitant et des usagers-consommateurs les informations utiles (à fortiori nécessaires), au pas de temps pertinent (pas forcément le temps réel) pour améliorer l’efficience du service. Elles concernent donc notamment :

  • l’exploitation proprement dite du service (connaissance, pilotage et supervision des ouvrages et équipements centralisés et en réseau, la facturation du service, etc.) ;
  • le contrôle de l’atteinte des objectifs et des niveaux de performance assignés aux exploitants et autres prestataires mobilisés par la collectivité et la transparence de l’accès à ces données ainsi que la conservation et le traitement des données utiles à la planification du service ;
  • le renforcement de la capacité des abonnés et des usagers-consommateurs à mieux connaître le service et optimiser l’usage qu’ils en font : maîtrise des consommations évidemment mais aussi accès aux informations sur la qualité, les incidents, possibilité de comparaison, etc.

Les collectivités sont naturellement concernées par ces 3 grandes catégories d’enjeux, qu’elles exploitent directement le service ou le délèguent.

Ces technologies apportent ou devraient apporter à l’exploitant des outils d’optimisation de ses interventions. Si la télégestion ou la télésurveillance des ouvrages sont depuis longtemps bien développées, la multiplication des objets communicants de ces services va permettre d’améliorer, et nous l’espérons d’optimiser, l’exploitation du service. Par exemple, au-delà de son enjeu « gestion des abonnés » (facturation au réel des consommations d’eau même lorsque les compteurs sont inaccessibles, mise en œuvre de tarification saisonnière, etc.), le télérelevé des compteurs d’eau, en lien avec une bonne sectorisation du réseau (elle-même « communicante ») permet de détecter plus rapidement les fuites et donc d’être mieux à même d’améliorer les rendements de réseau, etc. C’est aussi, à terme, la possibilité de détecter à distance des manœuvres frauduleuses des poteaux d’incendie, des surpressions ponctuelles, etc. Dans le secteur de l’assainissement, des capteurs communicants devraient par exemple pouvoir permettre de détecter des obstructions de réseau ou d’avaloirs avant qu’elles ne génèrent des débordements ou nuisances. Il y a très certainement une multitude d’applications à inventer ou développer.

Par ailleurs, ces données, judicieusement présentées, analysées, croisées, etc., permettent à la collectivité de jouer pleinement son rôle d’autorité organisatrice. Tout d’abord pour le suivi et le contrôle de l’exploitant – qu’il soit public ou privé d’ailleurs – grâce à la remontée d’indicateurs d’activité et de performance sous forme de tableaux de bord, de cartographie ou simplement de messages d’alerte. Il ne s’agit pas de défiance vis-à-vis des exploitants, mais nous estimons très naturellement que le contrôle doit se faire au maximum à partir de données brutes maîtrisées par la collectivité et non sur la base de données filtrées et traitées par l’exploitant.

Les « réseaux communicants », c’est aussi la possibilité de bancariser une masse de données sur l’usage et le fonctionnement des réseaux qui, sans être utiles à court terme, seront très précieuses au moment de l’établissement d’un schéma directeur, d’une modélisation des réseaux, d’une étude d’impact de déversement d’eaux usées, etc.

Enfin, le rôle de la collectivité organisatrice vis-à-vis des usagers-consommateurs qui sont aussi des citoyens évolue : l’information des usagers, la concertation sur les modalités d’organisation, sur les attentes et la perception en matière de qualité du service rendu, le renforcement (parfois le rétablissement) de la confiance vis-à-vis du service prennent de plus en plus d’importance. La capacité de la collectivité à mettre à disposition de ses citoyens des informations pertinentes (ni trop, ni trop peu d’ailleurs) devient déterminante et ces nouvelles technologies peuvent contribuer à assurer la transparence et la qualité de l’information à l’usager.

Justement, quels sont donc les avantages de ces nouveaux réseaux pour les consommateurs ?

C’est un des points clefs du développement de ces technologies car cela conditionne fortement le modèle économique : les services supplémentaires apportés à l’usager sont-ils suffisants pour lui en faire accepter le coût ? En effet, ne nous leurrons pas, ces technologies devraient contribuer à l’amélioration de l’efficience du service mais il n’est pas sûr qu’elles génèrent des gains de productivité à la hauteur des coûts de déploiement et d’exploitation annoncés. Et les services d’eau et d’assainissement étant quasiment à charges fixes (souvent plus de 90 %), une baisse des consommations qui serait facilitée par le télérelevé ne se traduira pas durablement par une baisse de la facture d’eau.

Le premier service apporté par le « relevé à distance » (qu’il s’agisse de « télérelevé » lorsque les données des compteurs sont transmises par voie radio vers un réseau fixe de concentrateurs puis acheminées directement vers le système d’information de l’exploitant, ou de « radio-relevé » aussi dénommé « collecte mobile d’index » effectué via un terminal portable dont est équipé un agent se déplaçant à pied (walk-by) ou en véhicule (drive-by) à proximité des compteurs à relever) et clairement perçu par l’usager est évidemment la facturation au réel sans que le service ait besoin d’accéder au compteur (presque toujours situé en domaine privé et donc inaccessible en absence de l’abonné).

Les services « d’alerte fuite » par exemple ne nous semblent pas encore tout à fait matures : ils butent encore sur la difficulté de paramétrer les seuils d’alerte de « petites » fuites continues (surtout pour l’habitat collectif et les non domestiques), afin de ne pas passer à côté d’une fuite sans pour autant générer trop de fausses-alertes qui décrédibilisent le service. Les fuites plus importantes (casse générant un sur-débit) sont probablement plus faciles à détecter, mais c’est alors le délai de transmission et de traitement des alertes qui peut poser problème : difficile de valoriser le service quand l’alerte parvient à l’usager 24 heures après qu’il a lui-même constaté la fuite ou lorsqu’il y a déjà 1 mètre d’eau dans la cave… Il y a donc encore des progrès à faire.

Il y a d’autres obstacles ou freins ?

L’absence d’interopérabilité constitue incontestablement un double frein au développement de ces technologies.

Les solutions de télérelevé actuellement sur le marché français, quand bien même elles seraient conformes à la norme européenne EN 13757, sont toutes propriétaires et il n’y a pas ou peu d’interopérabilité possible. Cela complexifie, voire interdit, le déploiement d’équipements de plusieurs fournisseurs sur un même territoire (ab initio ou à l’occasion d’extension ou de renouvellement ultérieur d’équipements), le changement d’exploitant du service public et/ou du seul système de télérelevé, etc. Et dans tous les cas, cela renchérit les coûts de déploiement et d’exploitation-maintenance (marché captif pour les utilisateurs, faibles économies d’échelle pour les fabricants, etc.). C’est également un obstacle à la mutualisation des infrastructures de collecte des données entre services opérant sur un même territoire, avec là encore des surcoûts évidement (déploiement de deux réseaux de relève au lieu d’un) mais aussi des difficultés très pratiques car les points hauts où installer les concentrateurs et autres répéteurs nécessaires sont rares. Et les collectivités sont souvent sollicitées par plusieurs opérateurs pour utiliser les mêmes points hauts.

C’est la raison de notre mobilisation, au côté d’une quarantaine de nos collectivités adhérentes, dans le processus de normalisation de solutions de télérelevé interopérables pour l’eau et le gaz engagée à l’AFNOR.

Comme en électricité et en gaz, de nouvelles données vont être disponibles. Comment imaginez-vous leur gestion et leur utilisation ?

La maîtrise de ces données par les collectivités organisatrices de ces services publics est absolument essentielle. D’une part, il s’agit de disposer des moyens d’organiser, de réaliser un suivi et un contrôle du service indépendant de l’exploitant, mais aussi d’assurer la continuité de la connaissance. Il n’est en effet pas acceptable que des données utiles voire indispensables à la connaissance du patrimoine, à la planification des investissements (par exemple) soient perdues par la collectivité en cas de changement de délégataire.

D’autre part, l’exploitation des divers services publics locaux par des opérateurs distincts parfois concurrents (sur ces marchés ou sur d’autres), sur des contrats aux échéances différentes, et correspondant à des périmètres différents (par exemple communal pour l’eau communautaire pour l’assainissement et départementalisé pour la distribution de l’électricité), rendent difficile la mutualisation des infrastructures de collecte des données (même s’il y avait interopérabilité des systèmes). Compte tenu des enjeux de mutualisation et de l’intérêt public que présentent ces données, la FNCCR prône la création d’un « service public des données locales » dont la compétence incomberait aux collectivités, autorités organisatrices et garantes des données vis-à-vis du public. Ce service mettrait à disposition des collectivités organisatrices des services publics locaux, de leurs exploitants (pour les données ayant à transiter par ce service) mais aussi du public les données qui les concernent et/ou peuvent être rendues publiques. Un tel service permettrait de rationaliser les investissements et la gestion des infrastructures correspondantes à l’échelle du territoire, de structurer la gouvernance locale et de répondre aux défis de l’ouverture des données aux usagers consommateurs. Évidemment, cela suppose la mise en place de robustes et sûrs outils d’administration de ces données et des droits d’accès.

Tout cela conduit à envisager l’exercice de cette compétence à un échelon territorial important et au service et associant les diverses collectivités concernées (notamment au titre des services publics industriels et commerciaux, mais pas uniquement puisque de telles données concernent également des services publics administratifs).

À cet égard, la FNCCR a publié fin 2013 les résultats d’une étude prospective « smart grids – smart cities » consultable sur son site Internet.


Régis Taisne
18 juin 2014



Ingénieur de l’École Centrale Paris, Régis Taisne a démarré sa carrière auprès de services d’eau et d’assainissement en France et dans les pays en développement, comme exploitant et consultant. Il a rejoint la FNCCR en 2007 comme adjoint au chef du département eau et assainissement. Il suit notamment les questions relatives au télérelevé des compteurs d’eau et à ce titre anime à l’AFNOR le groupe de travail « utilisateurs » eau-gaz de la commission E17Z qui a pour objectif d’élaborer un « guide d’application de la norme EN13757 » dédiée aux solutions interopérables de télérelevé EAU/GAZ sur le marché français.