Les technologies numériques de l'eau ont le potentiel de créer des services publics de l'eau résilients, capables de réagir à des conditions météorologiques imprévisibles, explique Adam Wood, chef de produit, InfoTiles.
La sécheresse qui a sévi tout au long de l'été 2022 et les inondations dévastatrices qui ont frappé certaines régions d'Europe un an auparavant ont démontré la nécessité de disposer de technologies numériques pour l'eau qui puissent aider les services publics et les municipalités à devenir plus résilients.
L'évaluation et la réduction de l'utilisation de l'eau, la gestion et la réponse aux inondations, la santé des bassins versants et la gestion des actifs sont autant d'opérations pour lesquelles la collecte et l'analyse de données numériques peuvent contribuer à la mise en place de systèmes beaucoup plus robustes pour l'eau, les personnes et l'environnement. InfoTiles a collaboré avec des municipalités norvégiennes pour créer des synergies dans tous ces domaines critiques, qui peuvent être gérés à partir d'une plateforme unique et centralisée, à laquelle on peut accéder à distance.
Utilisation de l'eau à des fins domestiques
L'augmentation des conditions météorologiques extrêmes et la fréquence accrue des sécheresses en Europe rendent l'approvisionnement en eau de plus en plus imprévisible. Pour garantir la sécurité de l'approvisionnement, la municipalité de Molde, en Norvège, a lancé un projet utilisant des compteurs d'eau intelligents, ainsi que des capteurs dans le réseau de canalisations, afin d'évaluer la consommation d'eau domestique et municipale. L'objectif est de transmettre ces données à la plateforme de données centrale InfoTilesafin de cartographier pour la première fois la consommation d'eau domestique et municipale à un niveau granulaire, tant pour les consommateurs que pour les gestionnaires de l'eau.
En plus d'aider les consommateurs à mieux comprendre et à réduire leurs comportements en matière de consommation d'eau domestique, ce déploiement technologique permettra également aux gestionnaires de l'eau de détecter toute consommation anormalement élevée et d'identifier les fuites, que ce soit au niveau d'une propriété ou de la tuyauterie de raccordement. Cela permettra à la municipalité de mieux entretenir le réseau d'eau potable et d'effectuer les réparations plus efficacement.
Deux technologies de l'internet des objets (IdO) sont utilisées pour transférer les données des compteurs et des capteurs vers la plateforme de données centrale InfoTiles, où elles peuvent être analysées et interrogées par les gestionnaires de l'eau. Il s'agit d'une transmission par réseau étendu à longue portée (LoRaWAN), un réseau de télécommunications sans fil qui transmet des données sur de longues distances, et d'un IdO à bande étroite (NB-IOT), qui transfère des données par l'intermédiaire de réseaux mobiles.
Santé des rivières et réponse aux inondations
La technologie peut également être utilisée pour évaluer la santé des rivières et les prélèvements. Des capteurs sont placés à des endroits stratégiques pour recueillir des données sur la qualité de l'eau, notamment le niveau de l'eau, la teneur en nutriments et l'humidité du sol. Combinées aux données météorologiques publiques fournies par les agences météorologiques nationales, telles que les précipitations et les températures, elles permettent aux gestionnaires de l'eau d'obtenir de nouvelles informations.
Cette approche a le potentiel d'aller beaucoup plus loin, en recueillant des données non seulement sur un seul cours d'eau, mais aussi sur l'ensemble d'un bassin hydrographique. La saisie et l'analyse de ces données s'avéreront inestimables pour réduire, voire prévenir, les dommages importants et les interruptions d'approvisionnement causés par des inondations imprévisibles.
L'apprentissage automatique est également utilisé pour combiner l'ensemble des données du bassin versant avec les données météorologiques. Ce type d'intelligence artificielle permet aux applications logicielles de devenir plus précises dans la prédiction des résultats au fil du temps, sans être explicitement programmées pour le faire.
Les algorithmes d'apprentissage automatique utilisent des données historiques et anonymes, y compris des ensembles de données provenant d'autres rivières où des mesures d'atténuation des inondations ont déjà été prises, comme point de départ pour prédire les résultats futurs. Toutes les données collectées à partir de nouveaux points de capteurs alimentent le logiciel, construisant une représentation de plus en plus précise du bassin versant, de sorte que les utilisateurs agissent sur la base de faits et non d'hypothèses. L'apprentissage automatique traite perpétuellement les données, créant un modèle affiné qui peut agir à un niveau granulaire ou évolutif.
Ce système est appliqué dans la ville de Lillestrøm, en Norvège, sur la rivière Leira, qui présente un risque élevé d'inondation et nécessite une réponse rapide pour éviter des dommages structurels importants et l'effondrement des équipements publics.
Grâce aux données recueillies par l'intermédiaire de la plateforme InfoTiles' qui contribuent au développement de systèmes d'alerte précoce, la municipalité peut mobiliser plus efficacement les premiers intervenants, planifier la fermeture des ponts intégraux et diffuser des annonces de réchauffement en temps utile.
En prévoyant le comportement des rivières et en suivant les niveaux avec une précision de 50 mm, les autorités peuvent évaluer le risque d'inondation et voir comment il évolue en temps réel. Elles peuvent également prévoir avec plus de précision quand une inondation peut se produire 6 à 12 heures à l'avance, et quel type d'intervention est nécessaire.
Selon l'Organisation de coopération et de développement économiques, les inondations causent chaque année plus de 40 milliards de dollars de dégâts dans le monde. Il est donc compréhensible que les compagnies des eaux et les municipalités agissent avec un sentiment d'urgence pour améliorer leurs processus et leurs opérations, afin d'être prêtes à affronter un avenir imprévisible.
Comment fonctionne le produit InfoTiles
Gestion des actifs
La même plateforme peut également saisir des données qui montrent la probabilité de défaillances critiques dans les infrastructures et les ressources en eau et en eaux usées, y compris les défaillances de traitement, les débordements d'égouts, les pannes d'équipement et les dommages causés aux infrastructures.
En saisissant des données qui évaluent en permanence la santé et l'efficacité des actifs, les gestionnaires de l'eau peuvent anticiper, détecter et résoudre les problèmes potentiels avant qu'ils ne surviennent, et les équipes de maintenance et les investissements peuvent être déployés de manière beaucoup plus efficace.
De plus, il est possible d'effectuer ces actions à distance à l'aide d'appareils portables tels que des tablettes ou des téléphones mobiles, avec lesquels la plupart des gens sont désormais très familiers. Les gestionnaires de l'eau et les autres utilisateurs peuvent voir physiquement ce que les données leur disent, où qu'ils soient.
Ces exemples montrent que la véritable force de l'exploitation des technologies numériques de l'eau réside dans la facilité d'utilisation d'une plateforme de données centrale et dans sa capacité à modéliser, visualiser et présenter des données sur l'ensemble des actifs et des opérations, accessibles à l'ensemble du personnel concerné.
Rythme du changement
Dans le secteur de l'eau et des eaux usées, les technologies numériques sont déployées pour exploiter les données et transformer les processus à un rythme sans précédent. La transformation numérique de l'industrie de l'eau est décrite par l'Association internationale de l'eau comme "une transformation visant à optimiser ses processus et son efficacité opérationnelle."
L'association déclare,
"Le développement de nouveaux systèmes s'inscrit dans le contexte des systèmes cyber-physiques, de la numérisation et du big data, où les logiciels, les capteurs, les processeurs, les technologies de communication et de contrôle sont de plus en plus intégrés, afin de permettre des décisions éclairées dans un monde de plus en plus changeant, complexe et incertain."
Les investissements dans les technologies numériques de l'eau suivent une trajectoire ascendante. Entre 2018 et 2030, 405 milliards de dollars américains seront consacrés aux nouvelles infrastructures d'eau, selon Global Water Intelligence, et 178 milliards de dollars américains à la réhabilitation. En raison du potentiel des technologies numériques de l'eau à débloquer de nouveaux niveaux d'efficacité des ressources dans les nouvelles infrastructures et la réhabilitation, le marché devrait atteindre 63 milliards de dollars américains d'ici 2025.
Dans un avenir proche, tous les services de distribution d'eau du monde entier devront, dans une certaine mesure, s'être transformés numériquement. La bonne nouvelle, c'est que les technologies numériques de l'eau nécessaires pour relever les défis d'aujourd'hui sont déjà là et que les services publics de l'eau avant-gardistes adoptent ces innovations comme moyen de créer un avenir durable en matière d'eau pour leurs populations.
L'article est également publié dans Process Industry Informer Magazine.