En installant une solution de contrôle de NRW!
La Non Revenue Water, NRW – ou Eau Non Facturée – est l’eau qui a été générée, mais qui est malheureusement « perdue » avant qu’elle n’arrive chez le consommateur. La solution de contrôle du NRW est le processus de contrôle des fuites dans tout le réseau de canalisations. Regardons ici comment une telle solution peut aider les compagnies des eaux à améliorer leur bilan hydrique, en réduisant ces NRW.
Quelles types de fuites d’eau retrouvons nous dans le réseau de canalisation?
Les pertes peuvent être réelles (au travers de fuites, quelquefois aussi appelées pertes physiques) ou apparentes (par exemple des vols d’eau, ou des débitmètres déréglés).
De hauts niveaux de NRW sont dangereux pour la survie même de la compagnie des eaux, ainsi que pour la qualité de l’eau elle-même.
Ce niveau est généralement mesuré comme étant le volume d’eau « perdu » sur le montant total d’eau générée.
Il est parfois aussi mesuré comme étant le volume d’eau « perdu » par kilomètre de canalisation et par jour.
Impacts potentiels du NRW
« Les fuites d’eau ont-elles vraiment un impact sur nous? Nous en avons toujours eu, et pourtant nous sommes encore là… »
Pour gérer les opérations d’une compagnie des eaux, les NRW sont un obstacle insurmontable au développement, avec des impacts:
- Economiques et financiers:
Exploiter, retraiter et transporter de l’eau engendre des coûts énormes. Si elle se perd en chemin, avant d’arriver chez le consommateur, c’est une perte pure et simple. Les fuites et les ruptures de canalisations sont la cause de nombreux travaux de maintenance et de réparation. Enfin, cela provoque très souvent des dommages sur les infrastructures environnantes, engageant alors la Responsabilité Civile de la compagnie des eaux.
- Techniques:
Les fuites induisent une couverture restreinte de la quantité d’eau demandée par les consommateurs. On en arrive alors à un point tel que le système hydrique ne peut plus opérer en flux continu. Un flux intermittent insuffle de l’air dans les canalisations. Les consommateurs doivent installer une citerne de secours, pour faire face au mauvais service rendu par la compagnie des eaux.
- Politiques:
L’eau est le tout premier service public que doit offrir une Mairie à ses administrés. Un mauvais service offert au consommateur, qui est également un électeur, remontera jusqu’à créer des enjeux électoraux. Pour pouvoir se représenter dignement en fin de mandat, le Conseil Municipal fera alors pression à son tour sur la compagnie des eaux pour qu’elle offre un meilleur service.
- Sociaux et sanitaires:
Les NRW causent divers problèmes, tels qu’une pression trop basse, et donc une interruption de service intermittente. Ceci peut aussi conduire à des risques sanitaires, tels que des infiltrations dans le système de canalisation.
- Ecologiques:
Compenser les pertes en eau en en faisant venir plus depuis la source augmente le stress hydrique et nécessite plus d’énergie. Il y a donc une émission inutile de CO2 supplémentaire.
Combien de pertes d’eau pourrions-nous subir dans le réseau de canalisation ?
Dans un réseau de canalisation d’eau, il y a des pertes commerciales, et des pertes réelles.
Pertes commerciales
Parfois appelées « pertes apparentes », elles incluent l’eau qui est consommée mais non-payée par le client. La plupart du temps, il s’agit d’une eau qui est bien passée par le débitmètre, mais qui n’a pas été comptabilisée. A la différence des fuites, ou des débordements sur un château d’eau, l’eau perdue est invisible. Ceci peut induire en erreur les compagnies des eaux à négliger ces pertes et à se concentrer uniquement sur les pertes réelles.
Les pertes commerciales peuvent même être supérieures aux pertes réelles en m3. De plus, elles sont financièrement plus rentables à résorber, car elles augmentent directement le Chiffre d’Affaires, tandis que résorber les pertes réelles réduit les coûts de production. Pour toute compagnie des eaux, le tarif sera bien supérieur au coût marginal de production, parfois jusqu’à 4 fois ce coût ! Ainsi donc, même un faible volume de pertes commerciales aura un impact financier très important.
Les pertes commerciales peuvent se décomposer en:
- Erreurs de relevés de compteur : causées par des releveurs de compteur inexpérimentés ou corrompus, des erreurs humaines, de la condensation sur l’écran du compteur. La meilleure manière pour éviter cela est la solution de contrôle à distance de débitmètre.
- Sous-évaluation du débitmètre : des compteurs imprécis tendent à sous-estimer la consommation d’eau, très rarement à la surestimer. Ceci diminue donc votre Chiffre d’Affaires. Notre solution de contrôle à distance peut aider. Mais il faut absolument installer un bon débitmètre au bon endroit.
- Vol d’eau : encore une fois, notre solution de contrôle à distance de débitmètre vous aide en détectant les fraudes, et en identifiant les détournements et les branchements illégaux.
- Comptabilisation erronée : des erreurs de comptabilité et de facturation sont évitées grâce à une intégration entre le contrôle à distance de débitmètre et votre module de facturation.
Pertes réelles
Les pertes physiques, souvent appelées « pertes réelles » ou « fuites », sont la différence entre le volume total d’eau perdue moins le volume de pertes commerciales.
Les fuites peuvent être:
- Des fuites signalées de canalisations d’eau : visibles et généralement signalées très rapidement par le public, ou par le personnel de la compagnie des eaux.
Ces derniers ont un temps de réaction très court.
- Des fuites non-signalées de canalisations d’eau : cela arrive souvent quand les canalisations sont souterraines, invisibles depuis la surface. Le personnel de la compagnie des eaux s’en aperçoit le plus souvent lors de campagnes de détections de fuites. Ils ont là, malheureusement, un temps de réaction très long.
- Fuites en arrière-plan : une accumulation de très petites fuites, difficiles et coûteuses à détecter et à résorber individuellement.
- Fuites et débordements de châteaux d’eau et de citernes : pour prévenir cela, des observations peuvent être faites en installant nos logger pour le contrôle de niveau de citernes
Nous enregistrons alors le niveau du château d’eau ou de la citerne automatiquement, à intervalles prédéterminés. Toutes les pertes physiques peuvent être détectées et prévenues à temps grâce aux solutions de ThingsLog de contrôle intelligent de mesures d’eau à distance et de contrôle de la pression d’eau.
Mais quoiqu’il en soit, aucune technologie ne peut résoudre le problème si la compagnie des eaux n’implémente pas une gestion continue des NRW.
Qu’est-ce qu’une gestion continue des NRW?
La gestion continue des NRW consiste à suivre l’eau qui a été fournie, et prendre des mesures correctives pour réduire la quantité d’eau gaspillée.
La gestion des NRW rapporte énormément aux compagnies des eaux :
- Elle assure les quantités d’eau fournies, et la protection de l’offre en eau potable. Par exemple, elle réduit les risques de refoulement qui peuvent causer à leur tour des contaminations.
- Elle réduit les coûts énergétiques et de retraitements chimiques.
- Elle réduit les coûts de retraitement d’eau et de pompage.
- Elle reporte à plus tard des investissements lourds en capitaux.
- Elle réduit les dommages sur l’infrastructure de la compagnie des eaux, ainsi que sur ceux d’autrui ce qui préserve sa Responsabilité Civile.
- Elle améliore le système hydrique et l’efficacité de la compagnie des eaux.
- Elle réduit les détournements d’eau.
- Elle permet au grand public de prendre conscience de la valeur de l’eau.
- Elle préserve l’environnement, alors que l’eau devient une ressource de plus en plus rare.
Le rôle du contrôle dans la gestion du NRW
Sans contrôle, la compagnie des eaux serait dans l’incapacité de quantifier réellement les NRW.
Elle ne connaitrait pas non plus l’impact de ses programmes de réduction de perte de chiffre d’affaires.
Le contrôle a également un rôle de maintenance préventive en détectant les déviations de pressions.
Une gestion active des NRW est plus rentable quand on utilise des zones pour mesurer les NRW.
On divise alors le réseau en plusieurs sous-réseaux, pour lesquels on calcule un NRW à chacun.
Ces sous-systèmes, plus petits, sont communément appelés des District Metered Areas (DMA).
On les isole les uns des autres, pour calculer le NRW au sein de chaque DMA.
Dans cet exemple ci-dessus, un réseau hydrique est divisé en plusieurs sous-sections. La compagnie des eaux peut ainsi mieux cibler ses projets de réduction des NRW. Elle gère mieux les problèmes de qualité de l’eau les uns après les autres, puis la pression des canalisations dans leur ensemble. Ainsi, la fourniture d’eau 24h/7j est assurée pour tout le réseau.
Voici ici un ensemble de critères pour concevoir un DMA préliminaire. Ils doivent être testés sur le terrain, ou au sein d’une modélisation de réseau:
- Taille des DMA – nombre de connections, le plus souvent entre 1.000 et 2.500
- Nombre de valves devant être fermées pour isoler le DMA – il doit être le plus bas possible – Les frontières naturelles doivent être utilisées autant que possible, telles que rivières, autoroutes, voies de chemin de fer….
- Nombre de débitmètres pour mesurer les flux entrants et sortants – il doit également être le plus bas possible, pour diminuer le coût total de l’opération et améliorer la précision des flux.
- Variations d’altitudes et donc de pressions au sein de la DMA – le plus plat est la zone, les plus stables seront les pressions, et donc le plus facilement nous établirons des contrôles de pression.
Estimation des pertes dans une DMA
Pour estimer le niveau de pertes dans une DMA, l’opérateur doit calculer le Flux Net Nocturne (FNN), c’est-à-dire la portion du flux nocturne directement attribuée à des fuites. Le FNN est calculé en soustrayant le Flux de Nuit Légitime (FNL) du Flux Nocturne Minimum (FNM). Des solutions de contrôle telles que celles de ThingsLog déterminent et contrôlent le Flux Nocturne
Le FNM est le flux minimum dans une DMA sur une période de 24 heures. C’est généralement de nuit, quand tous les consommateurs sont inactifs. Ce FNM peut être mesuré directement depuis le logger de données ou sur le tableau ci-dessus.
Bien que la demande nocturne soit minime, l’opérateur d’eau doit prendre en compte le faible montant de Flux de Nuit Légitime, c’est-à-dire la consommation de nuit telle que les chasses d’eau, les machines à laver, etc…
Gestion des DMA
Comme toute autre méthodologie de réduction des fuites, implémenter une DMA n’est pas chose facile.
Il faut un engagement à long-terme de la part de la compagnie des eaux et de ses équipes.
Dès que les NRW sont revenues à un niveau acceptable, l’équipe de maintenance doit définir un régime de contrôle des flux entrants pour la DMA
Dans sa forme la plus simple, cela consiste en une lecture mensuelle du débitmètre.
L’installation d’un logger de données pour enregistrer les flux et les retransmettre révèlera plus de données, telles que la consommation en Flux Nocturne Minimum (FNM).
Vous obtenez ainsi des corrections plus précises sur le système hydrique.
Les fuites sont proportionnelles à la pression à l’intérieur du système hydrique
Tout comme le débit d’eau change en instantané dans la DMA, la pression moyenne dans la DMA change en instantané.
La pression est directement proportionnelle au flux à cause des pertes de charge par frottement contre les parois des canalisations.
Donc quand la DMA a le flux rentrant le plus fort, la pression sera à son maximum, tel que nous le voyons dans la photo de droite, ci-dessus.
Les pertes de charge par frottement sont proportionnelles à la vitesse.
Donc si la pression est faible, la vitesse dans les canalisations est faible, et les pertes de charge par frottement sont également faibles.
Le contrôle de flux de la DMA peut être combiné avec la solution de contrôle de la pression d’eau de ThingsLog pour obtenir une meilleure visibilité, et des résultats plus probants.
Gestion et contrôle de la pression
La gestion de la pression comprend l’ajustement et le contrôle de la pression de l’eau dans le système hydrique.
C’est un composant important de la réduction des NRW, car diminuer la pression de l’eau dans une canalisation diminue les fuites.
Les Zones de Gestion de la Pression (ZGP) sont généralement combinées avec les DMA.
En règle générale, une Valve Régulatrice de Pression (VRP) est installée sur la canalisation principale vers la DMA à son point d’entrée.
Cette installation d’une VRP assure une pression égale au sein de chaque DMA d’une zone opérationnelle plus large.
Elle est généralement combinée avec une solution de contrôle intelligent avant et après le VRP.
La solution de ThingsLog de contrôle de pression nourrit en données le Système de Gestion de Pression Dynamique (SGPD)
Ce SGPD est une combinaison de Zones de Gestion de la Pression, qui règle les Valves Réductrices de Pression (VRP) à un niveau acceptable au sein de la DMA aux heures de pointe de consommation, et les baisse aux heures de faibles consommations.
Durant les heures de faible demande (la nuit) la pression au sein de la DMA monte en flèche.
Elle cause ainsi des fuites sur les ruptures de canalisation.
Comme les VRP réduisent la pression, les fuites en sont mécaniquement réduites.
Ceci est devenu une pratique courante et très efficace, pour réduire les Non Revenue Water (NRW) au sein d’une District Metered Area (DMA).
Comment la solution de Contrôle des NRW vous aidera-t-elle ?
Nous offrons une solution pour le contrôle combiné de DMA et de Zones de Gestion de la Pression (ZGP)
Elle est basée sur nos loggers de données à faible puissance, un logiciel de contrôle et une application mobile.
Nos loggers ont un niveau de protection IP68 et peuvent fonctionner dans des lieux très difficiles d’accès, tels que des bouches d’égout.
Les loggers de ThingsLog transmettent les données sur les réseaux cellulaires, NB – IoT , ou encore LoRa, et prochainement Sigfox.
Chaque logger capture simultanément les lectures de données depuis 2 appareils de mesure, et 2 débitmètres.
Chaque logger supporte en outre le mode de système de contrôle et d’acquisition de données en temps réel (SCADA).
Vous choisissez toute l’installation, logger, logiciel et application mobile.
Nous l’implémentons alors sur notre Cloud (éventuellement dédié pour votre société) ou sur votre propre serveur.
Vous pouvez également combiner cette solution à la solution de contrôle intelligent des mesures d’eau à distance de ThingsLog.
Ceci vous offre à tout moment une vue d’ensemble, non seulement des pertes réelles, mais aussi des pertes commerciales.
Conclusion
La gestion et le contrôle des NRW sont critiques pour les compagnies des eaux.
En fragmentant une région ou une commune en plusieurs DMA et de Zones de Gestion de la Pression (ZGP), on contrôle, on quantifie et on gère plus facilement.
