Méthode de conception d’un plan d’actions de lutte contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable

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Méthode de conception d’un plan d’actions de lutte

contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau

potable

C. Aubrun

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C. Aubrun. Méthode de conception d’un plan d’actions de lutte contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable. Sciences de l’environnement. 2014. �hal-02601898�

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Méthode de conception d’un plan

d’actions de lutte contre les pertes

d’un réseau de distribution d’eau

potable

RAPPORT DE STAGE

16 juin 2014

Claire AUBRUN

Maître de stage Irstea : Eddy RENAUD

Tutrice INSA : Maria-Aurora FERNANDEZ

Irstea, Groupement de Bordeaux

Unité de Recherche ETBX

50, avenue de Verdun, Gazinet 33612 CESTAS CEDEX

Mémoire pour l’obtention du diplôme

d’ingénieur en Génie des Procédés de

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PFE Claire Aubrun Page 2 sur 66 16/06/2014

SOMMAIRE

Table des illustrations ... 4

Sigles, acronymes et abréviations ... 5

Remerciements... 6

Introduction [1] ... 7

I CONTEXTE DE MON STAGE ... 8

II PROBLEMATIQUE : METHODE DE CONCEPTION D’UN PLAN D’ACTIONS DE LUTTE CONTRE LES PERTES D’UN RESEAU DE DISTRIBUTION D’EAU POTABLE ...12

III CONCEPTION DE L’ARBRE DE DECISION ...23

Conclusion ...48

Bibliographie ...49

Sources des illustrations ...50

Liste des annexes ...50

Abstract ...64

Résumé ...65

SOMMAIRE DÉTAILLÉ

Table des illustrations ... 4

Sigles, acronymes et abréviations ... 5

Remerciements... 6

Introduction [1] ... 7

I CONTEXTE DE MON STAGE ... 8

I.1 Présentation de la structure d’accueil et de mon stage ... 8

I.1.1 Irstea [2] ... 8

I.1.2 Le centre de Bordeaux [3] ... 8

I.1.3 L’unité de recherche ETBX et l’équipe GPIE [4] ... 8

I.1.4 Présentation de mon stage... 9

I.1.5 Méthodologie et plan du rapport ... 9

I.2 Pertes d’un réseau de distribution d’eau potable ... 9

I.2.1 Définition et origines des pertes d’un réseau de distribution d’eau potable [5] ... 9

I.2.2 Définitions des pertes apparentes et des pertes physiques [6] ...10

I.3 Objectif réglementaire : limiter les pertes du réseau de distribution d’eau potable [5] [7] [8] [9] [10] ...11

(4)

II PROBLEMATIQUE : METHODE DE CONCEPTION D’UN PLAN D’ACTIONS DE LUTTE CONTRE

LES PERTES D’UN RESEAU DE DISTRIBUTION D’EAU POTABLE ...12

II.1 Conception d’un plan d’actions de lutte contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable : guide et arbre de décision ...12

II.1.1 Description succincte du guide [5] ...12

II.1.2 Présentation de l’arbre de décision envisagé ...12

II.2 Actions de lutte contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable ...13

II.2.1 Présentation générale des actions de réduction des pertes d’un réseau de distribution d’eau potable [5] ...13

II.2.2 Catégorie I : « Amélioration de la connaissance du réseau et des pertes » [5] ...13

II.2.3 Catégorie II : « Recherche active des fuites et réparation » [5] ...16

II.2.4 Catégorie III : « Gestion des pressions » [5] ...18

II.2.5 Catégorie IV : « Remplacement et renouvellement des réseaux » [5] ...19

II.3 Indicateurs techniques ...21

II.3.1 Indicateurs du RPQS et indicateurs ciblés ...21

II.3.2 Indicateurs de l’IWA et projet Waterloss ...22

III CONCEPTION DE L’ARBRE DE DECISION ...23

III.1 Pré-diagnostic, analyse de la situation et opérations préliminaires, et sélection des catégories d’actions ...23

III.1.1 Présentation du pré-diagnostic et des étapes 1 et 2 de l’arbre de décision ...23

III.1.2 Etudes de cas : principaux résultats ...30

III.2 Suite de l’arbre de décision : sélection des actions ...40

III.2.1 Catégorie I : « Amélioration de la connaissance du réseau et des pertes » [21] ...41

III.2.1 Catégorie II : « Recherche active des fuites et réparation » ...43

III.2.1 Catégorie III : « Gestion des pressions » [22] ...45

III.2.1 Catégorie IV : « Remplacement et renouvellement des réseaux » ...46

Conclusion ...48

Bibliographie ...49

Sources des illustrations ...50

Liste des annexes ...50

Abstract ...64

(5)

Table des illustrations

Figures

Figure 1 : Répartition des centres régionaux d’Irstea [A] ... 8

Figure 2 : Schéma des volumes (services Eaufrance) [B] ...10

Figure 3 : Méthode de base de gestion des fuites proposée par Farley, 2001 [C] ...13

Figure 4 : Etape 1 de l’arbre de décision ...26

Figure 6 : Etape 2 de l’arbre de décision ...30

Figure 7 : Evolution du rendement et de son seuil entre 2006 et 2012 pour la RMMS de La Réole ....32

Figure 8 : Etape 2 de l’arbre de décision pour la RMMS de La Réole ...34

Figure 9 : Evolution du rendement et de son seuil entre 2010 et 2012 pour le SIAEP de Coulouniex-Razac ...37

Figure 10 : Etape 2 de l’arbre de décision pour le SIAEP de Coulounieix-Razac ...39

Figure 11 : Fuite d’eau au niveau d’une vanne [D] ...48

Tableaux

Tableau 1 : Indicateurs des services d’eau potable en lien direct avec la lutte contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable ...21

Tableau 2 : Déroulé de la première partie du guide : « L’élaboration d’un plan d’actions pour la réduction des pertes en eau du réseau de distribution d’eau potable » ...25

Tableau 3 : Symbolique du logiciel Visio utilisé pour l’arbre de décision ...27

Tableau 4 : Valeurs de R et de R2 pour la RMMS de La Réole ...31

Tableau 5 : Valeurs des indicateurs de pré-diagnostic de la RMMS de La Réole ...32

Tableau 6 : Valeurs de R et de R2 pour le SIAEP de Coulounieix-Razac ...36

Tableau 7 : Valeurs des indicateurs de pré-diagnostic du SIAEP de Coulounieix-Razac ...37

Tableau 8 : Attribution des indicateurs et questions pour les actions de la catégorie I ...41

Tableau 9 : Attribution des indicateurs et questions pour les actions de la catégorie II ...43

Tableau 10 : Attribution des indicateurs et questions pour les actions de la catégorie III ...46

(6)

Sigles, acronymes et abréviations

A

STEE Association Scientifique et Technique pour l’Eau et l’Environnement

C

DD Contrat à Durée Déterminée

CEMAGREF Centre national du Machinisme Agricole, du Génie Rural, des Eaux et des Forêts

E

ABX Ecosystèmes Aquatiques et changement globaux EADT Environnement, Acteurs et Dynamiques Territoriales

EPST Etablissement Public à caractère Scientifique et Technologique ETBX Environnement, Territoires et infrastructures liées à l’eau

F

EDER Fonds Européen de Développement Régional

G

PIE Gestion Patrimoniale des Infrastructures liées à l’Eau

I

CGP Indice de Connaissance et de Gestion Patrimoniale ILC Indice Linéaire de Consommation

ILP Indice Linéaire de Perte IPA Indice de Perte par Abonné

INSA Institut National des Sciences Appliquées

Irstea Institut de Recherche en Sciences et Technologies pour l’Environnement et l’Agriculture IWA International Water Association

M

CE Mètre de Colonne d’Eau

O

NEMA Office National de l’Eau et des Milieux Aquatiques

P

FE Projet de Fin d’Etudes

R

AD Rapport Annuel du Délégataire RMMS Régie Municipale Multi-Services

RPQS Rapport annuel sur le Prix et la Qualité du Service public d’eau potable et d’assainissement

S

aur Société d’aménagement urbain et rural SIE Système d’Information sur l’Eau

(7)

Remerciements

D’abord, je remercie Frédéric Saudubray, directeur du centre Irstea de Bordeaux, pour m’avoir accueillie durant les cinq mois de mon stage au sein de l’unité de recherche ETBX.

Ensuite, je tiens à remercier Eddy Renaud, mon maître de stage, pour avoir accepté ma candidature, puis pour m’avoir guidée, soutenue, conseillée et tant appris durant ces cinq mois. Je le remercie également vivement pour m’avoir offert la possibilité de poursuivre le projet en CDD, et pour tout le savoir qu’il m’a transmis, et continuera donc je l’espère à me transmettre. Je le remercie également pour sa patience et sa gentillesse.

Je tiens aussi à remercier Julie Pillot, ex-GPE à l’INSA de Toulouse, pour son accueil chaleureux, sa présence à mes côtés et tous ses bons conseils, ainsi qu’Aline, nous ayant quittés pour d’autres aventures, dont la bonne humeur était très agréable.

Puis, je remercie Fleur-Lise, ma collègue de bureau, dont les conseils pratiques donnés avec beaucoup d’humour m’ont beaucoup aidée, et dont la bonne humeur et la gentillesse ont contribué à mon épanouissement lors de ce stage.

Je remercie ensuite Yves, Aurore et Hervé, membres de l’équipe GPIE, ainsi que Max et Yacine, mes deux camarades stagiaires, pour les bons moments passés à leurs côtés, notamment aux traditionnelles pauses café et aux repas quotidiens partagés à la cantine.

Je remercie également le reste de l’équipe GPIE ainsi que tout le personnel du centre Irstea de Bordeaux pour leur sympathie.

Et je remercie le groupe de travail de l’ASTEE, avec lequel j’ai pu collaborer par le biais de trois réunions à Paris, et grâce auquel j’ai pu appréhender et observer les différentes facettes et missions des acteurs de la distribution d’eau potable.

Enfin, je remercie tout le corps enseignant de l’INSA m’ayant tant appris durant mes trois années dans l’école, en particulier Maria-Aurora Fernandez, ma tutrice lors de ce stage, ainsi que tous mes camarades avec lesquels j’ai passé trois excellentes années à Toulouse. Sans oublier, ma famille et mes amis, soutiens indispensables.

(8)

Introduction

[1]

Etudiante en cinquième année de Génie des Procédés à l’INSA de Toulouse, j’ai effectué un stage de cinq mois au centre Irstea (ex-CEMAGREF) de Bordeaux. Ce stage s’inscrit dans le cadre de mon PFE pour l’obtention du diplôme d’ingénieur en Génie des Procédés de l’INSA de Toulouse.

En France, un quart de l’eau mise en distribution n’arrive pas à l’usager. Cette perte d’eau est le résultat des fuites présentes le long des 850 000 km de canalisations du réseau français d’alimentation en eau potable. [ONEMA, 2012] Mise en place il y a près de quatre ans, la loi n° 2010-788 du 12 juillet 2010, dite « Grenelle II », portant engagement national pour l'environnement, impose aux services publics de distribution d’eau, dont le taux de perte en eau du réseau est supérieur au taux fixé par décret, de mettre en œuvre un plan d’actions de lutte contre ces fuites. Pour faciliter la mise en œuvre de ce texte de loi et aider les collectivités concernées, l’ONEMA a confié à Irstea une étude sur la réduction des fuites dans les réseaux d’eau potable dont l’objectif est d’aboutir à la publication d’un guide pour l’élaboration d’un plan d’actions de lutte contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable.

Mon PFE s’ancre dans la thématique de la gestion patrimoniale des infrastructures liées à l'eau. En particulier, il s’intègre dans l’action de recherche n° 62 de la convention de partenariat ONEMA-Irstea s’intitulant : « Guide à l'attention des collectivités pour l'élaboration du plan d'action de réduction des fuites, en application du décret du 27 janvier 2012 ». La problématique de mon stage est donc celle de la réduction des pertes d’un réseau de distribution d’eau potable. Auparavant, essentiellement abordée sous un angle économique, la question est maintenant également traitée en termes de préservation de la ressource en eau.

Dans ce rapport, je commencerai par présenter le contexte de mon stage et les notions théoriques majeures s’y rapportant. Ensuite, je présenterai la première phase de mon stage. Cette phase d’appropriation du contexte m’a permis de me familiariser avec les notions relatives à la distribution d’eau potable et à la lutte contre les pertes, et en particulier d’appréhender les actions permettant de réduire les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable. Cet axe a également constitué l’appropriation des travaux de l’équipe, qu’ils soient antérieur (projet Waterloss) et actuel (guide rédigé dans le cadre de l’action n° 62). Enfin, je présenterai la deuxième phase de mon stage, dont l’objectif était de proposer un arbre de décision, constituant l’outil d’aide à la décision pour la conception d’un plan d’actions de réduction des pertes d’un réseau de distribution d’eau potable. Cette phase est composée de deux axes majeurs. Le premier axe concernait l’élaboration des deux premières étapes de l’arbre de décision, puis leur application à des cas concrets de services des eaux partenaires : la RMMS de La Réole et le SIAEP de Coulounieix-Razac. Le deuxième axe a consisté à amorcer l’élaboration de la troisième étape de l’arbre de décision.

Nota bene : Entre crochets, figurent en rouge les nombres qualifiant les différentes références bibliographiques.

ONEMA : organisme commanditaire du

projet porté par l’action n° 62 ASTEE : groupe de travail participant à l’action n° 62 en collaboration avec Irstea Waterloss : projet européen pouvant servir d’appui à l’élaboration du guide RMMS de La Réole : service des eaux partenaire d’Irstea

(9)

I CONTEXTE DE MON STAGE

I.1 Présentation de la structure d’accueil et de mon stage

I.1.1 Irstea

[2]

L’Institut national de recherche en sciences et technologies pour l’environnement et l’agriculture (Irstea), dénommé CEMAGREF jusqu’en 2012, est un EPST dont les activités de recherche et d’expertise sont tournées vers l’appui aux politiques publiques. Il est placé sous la double tutelle des ministères en charge de la recherche (Ministère de l’éducation nationale, de l’enseignement supérieur et de la recherche) et de l’agriculture (Ministère de l’agriculture, de l’agroalimentaire et de la forêt).

L’institut, dirigé par Jean-Marc Bournigal depuis 2012, comprend neuf centres répartis sur l’ensemble du territoire français : Antony, Aix-en-Provence, Bordeaux, Clermont-Ferrand, Grenoble, Lyon, Montpellier, Nogent-sur-Vernisson et Rennes (figure 1).

Irstea offre l’originalité d’associer chercheurs et ingénieurs, au nombre de 700 sur un total 1 750 collaborateurs, dans une démarche scientifique intégrant :

- de multiples disciplines : les sciences biophysiques, l’informatique, les mathématiques appliquées, ainsi que les sciences économiques, humaines et sociales

- des expérimentations de laboratoire ou de terrain, des mesures in situ, des modèles théoriques, des recherches technologiques et la conception de méthodes évaluatives.

I.1.2 Le centre de Bordeaux

[3]

L’organisation scientifique du centre de Bordeaux, dirigé par Frédéric Saudubray, est basée sur deux unités de recherche :

- ETBX (Environnement, Territoires et infrastructures liées à l’eau), dans laquelle se positionne mon stage, également dirigée par Frédéric Saudubray

- EABX (Ecosystèmes Aquatiques et changement globaux), dirigée par Eric Rochard.

I.1.3 L’unité de recherche ETBX et l’équipe GPIE

[4]

Mon stage s’intègre dans l’unité de recherche ETBX qui est divisée en deux équipes : - l’équipe EADT (Environnement, Acteurs et Dynamiques Territoriales)

- l’équipe GPIE (Gestion Patrimoniale des Infrastructures liées à l’Eau) que j’ai intégrée durant ces cinq mois.

Les objets d’étude de l’équipe GPIE sont la fiabilité et la sécurité des systèmes de distribution d'eau et des réseaux d'assainissement, avec notamment :

- la gestion des flux, notamment dans le but de surveiller la qualité de l’eau en temps réel (développement du logiciel « Porteau »)

- les performances et le vieillissement des équipements (développement des logiciels « Casses » et « Criticité »)

- la maîtrise des pertes dans les réseaux de distribution d'eau (cette mission étant celle me concernant dans le cadre de ce stage).

Ainsi, l’analyse du fonctionnement hydraulique des systèmes de distribution d’eau potable et l’étude du vieillissement des réseaux sont mis à profit pour des travaux de recherche sur la qualité de l’eau et la maîtrise des pertes dans les réseaux. Des outils de diagnostic des réseaux (logiciel « Porteau ») et Figure 1 : Répartition des centres

(10)

d’analyse du vieillissement et du renouvellement (logiciels « Casses » et « Criticité ») sont développés puis distribués.

I.1.4 Présentation de mon stage

L’objectif de mon stage est de proposer une méthode, sous forme d’arbre de décision, permettant de bâtir un plan d’actions de lutte contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable. Cette méthode doit permettre d’identifier par zone les principaux axes d’intervention (recherche active des fuites, régulation de pression, gestion patrimoniale, etc.) et de proposer une hiérarchisation des actions de lutte contre les pertes à mettre en œuvre concrètement. Pour mener à bien cet objectif, les angles d’investigation envisagés sont au nombre de trois :

- un travail bibliographique et une appropriation des travaux de l’équipe - un travail de conception d’un arbre de décision

- un travail de construction de plans d’actions pour des services des eaux partenaires.

I.1.5 Méthodologie et plan du rapport

Mon apport principal à l’action de recherche n° 62 a donc été l’élaboration d’un arbre de décision, et la rédaction de la partie du guide s’y rapportant. Le projet européen Waterloss, sur lequel a travaillé l’équipe GPIE en 2012 et que je présenterai par la suite, a servi d’appui à la conception de cette méthode. Par ailleurs, le guide étant rédigé en étroite collaboration avec un groupe de travail issu de l’ASTEE, l’analyse critique émise par le groupe m’a permis de faire évoluer mon travail jusqu’à l’obtention de l’outil souhaité.

Ensuite, j’ai mis à l’épreuve la méthode proposée en la confrontant à des cas réels de services des eaux partenaires. Cette étape a permis de compléter l’analyse critique de l’arbre proposé, en complément des apports faits au fur et à mesure de sa conception par l’ensemble du groupe de travail de l’ASTEE, constitué d’experts habitués au travail de terrain.

Le plan du rapport s’articule comme suit :

- présentation du contexte de mon stage : pertes d’un réseau de distribution d’eau potable, objectif de limitation de ces pertes

- présentation de la problématique de mon stage : guide et arbre de décision, actions de lutte contre les pertes et indicateurs techniques

- présentation de l’arbre de décision construit : analyse de la situation et opérations préliminaires (étape 1 de l’arbre décision), et sélection des catégories d’actions (étape 2 de l’arbre de décision), avec application aux cas de la RMMS de La Réole et du SIAEP de Coulounieix-Razac, puis sélection des actions par catégorie (étape 3 de l’arbre de décision).

I.2 Pertes d’un réseau de distribution d’eau potable

I.2.1 Définition et origines des pertes

d’un réseau de distribution d’eau potable

[5]

La distribution de l’eau potable aux populations est assurée par des systèmes qui prélèvent l’eau du milieu naturel, la transportent vers des unités de traitement pour en garantir la potabilité, la stockent et la pompent lorsque c’est nécessaire, puis la distribuent à chacun des usagers par un réseau de canalisations souterraines. Au cours de ces différentes étapes, une partie de l’eau prélevée est utilisée pour assurer le bon fonctionnement des systèmes (lavage des unités de traitement, nettoyage des réservoirs et des canalisations, etc.), une partie est soustraite pour des usages annexes ou illicites (défense incendie, lavage de voirie, vols d’eau, etc.), et une partie s’échappe par des fuites au niveau des ouvrages ou des canalisations. Par conséquent, le volume d’eau finalement disponible pour les usagers est moindre que celui qui a été extrait des ressources en eau. De plus, une partie de l’eau n’est pas prise en compte par les instruments de mesures (absence de comptage ou comptage imprécis).

(11)

Il n’existe pas de définition universelle de ce que recouvrent les pertes. En effet, certains volumes sont ou non pris en compte selon que l’approche adoptée est environnementale, technique ou commerciale, et selon que le système d’alimentation en eau potable est considéré en partie ou en intégralité.

La définition des pertes proposée par la réglementation française, qui s’applique à notre étude, considère uniquement les pertes du réseau de distribution, c'est-à-dire la partie du système qui se situe entre les ouvrages de production d’eau potable et les compteurs des usagers. Ainsi, elle exclut les volumes perdus durant le transport, le traitement et le stockage de l’eau brute, ou au sein des installations des usagers.

Les pertes du réseau de distribution sont définies comme étant la différence entre le volume mis en distribution et le volume consommé autorisé. Le volume mis en distribution est le volume produit augmenté du volume acheté et diminué du volume vendu à d’autres services publics d’eau potable. Le volume consommé autorisé comprend, outre le volume comptabilisé, le volume des consommateurs sans comptage et le volume de service du réseau (figure 2).

Figure 2 : Schéma des volumes (services Eaufrance) [B]

Au sens de cette définition, les pertes du réseau de distribution englobent donc principalement les fuites sur les réseaux, les volumes des consommateurs non autorisés (branchements illicites, vols sur poteaux incendie, etc.), ainsi que les défauts de comptage.

I.2.2 Définitions des pertes apparentes et des pertes physiques

[6]

Afin de lutter contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable, il est important de savoir les identifier selon leur origine. On distingue deux types de pertes : les pertes apparentes et les pertes physiques. Les pertes apparentes sont liées aux vols d’eau et aux consommations non autorisées (utilisation illégale des poteaux incendie, mise en place de branchements clandestins, etc.), ainsi qu’au sous-comptage lié à l’usure ou à l’inadéquation des compteurs domestiques.

Les pertes physiques représentent les pertes réelles du réseau et des ouvrages de distribution. Elles résultent des fuites sur canalisation et sur branchement, ainsi que des gaspillages par inadvertance (débordements incontrôlés des réservoirs, vannes de purges laissées ouvertes, etc.). Les pertes physiques se décomposent en trois catégories :

- les fuites visibles : ce sont les fuites qui affleurent à la surface du sol et qui sont signalées par la population ou par le personnel du service

- les fuites invisibles détectables : ce sont les fuites qui n’affleurent pas à la surface du sol et qui peuvent être détectées par la recherche de fuites (sectorisation et campagne de recherche de fuites)

- les fuites diffuses : ce sont les fuites qui ne peuvent être localisées en raison de leur faible débit.

(12)

I.3 Objectif réglementaire : limiter les pertes du réseau de distribution

d’eau potable

[5] [7] [8] [9] [10]

Le plan d’actions de lutte contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable doit être adapté au contexte local du service ; en effet, ce dernier a une influence sur l’intérêt et la faisabilité de la réduction des pertes. D’une part, il convient de prendre en compte la rareté et la fragilité de la ressource mobilisée, ainsi que l’impact du système d’alimentation en eau potable sur cette ressource. D’autre part, le niveau des pertes en distribution d’un système et les moyens de les réduire sont fortement liés aux caractéristiques techniques et à l’environnement du système. Ainsi, de nombreux facteurs doivent être considérés, qu’ils concernent la topographie, le contexte géologique ou pédologique, le climat, etc. Enfin, les aspects économiques ne doivent pas être négligés. Ainsi, la réglementation relative à la réduction des pertes en distribution, présentée ci-après, comporte des dispositions visant à prendre en compte, pour partie, ces éléments de contexte.

Les textes fondateurs du projet de construction d’un plan d’actions de lutte contre les pertes d’eau d’un réseau de distribution sont ancrés dans le dispositif « Grenelle ». Ce dispositif est le signe de la volonté nationale de préserver la ressource en eau. Ainsi, la problématique des pertes d’eau dans les réseaux de distribution de distribution d’eau potable est réglementée par la loi n° 2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l’environnement. Cette loi, dite « Grenelle II », a été complété par 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, et par l’arrêté du 2 décembre 2013 modifiant l’arrêté du 2 mai 2007 relatif aux rapports annuels sur le prix et la qualité des services publics d'eau potable et d'assainissement.

Les dispositions de ces textes ont pour l’essentiel été intégrées au Code général des collectivités territoriales et au Code de l’environnement. Les éléments principaux relatifs au plan d’actions à mettre en œuvre pour la réduction des pertes sont présentés ci-après.

L’article L2224-7-1 du Code général des collectivités territoriales indique 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. […]

Le schéma [de distribution d’eau potable] mentionné à l'alinéa précédent comprend notamment un descriptif détaillé des ouvrages de transport et de distribution d'eau potable. Lorsque le taux de perte en eau du réseau s'avère supérieur à un taux fixé par décret [n° 2012-97] selon les caractéristiques du service et de la ressource, les services publics de distribution d'eau établissent, avant la fin du second exercice suivant l'exercice pour lequel le dépassement a été constaté, un plan d'actions comprenant, s'il y a lieu, un projet de programme pluriannuel de travaux d'amélioration du réseau. »

[Article L2224-7-1 du Code général des collectivités territoriales, 2010]

Conformément à l’article D. 213-48-14-1 du Code de l’environnement, cité dans l’article 2 du décret n° 2012-97 du 27 janvier 2012, le contenu du plan d’actions est tel que :

« La majoration du taux de la redevance pour l'usage "alimentation en eau potable” est appliquée si le plan d'actions mentionné au deuxième alinéa de l'article L. 2224-7-1 du code général des collectivités territoriales n'est pas établi dans les délais prescrits au V de l'article L. 213-10-9 lorsque le rendement du réseau de distribution d'eau, calculé pour l'année précédente ou, en cas de variations importantes des ventes d'eau, sur les trois dernières années, et exprimé en pour cent, est inférieur à 85 ou, lorsque cette valeur n'est pas atteinte, au résultat de la somme d'un terme fixe égal à 65 et du cinquième de la valeur de l'indice linéaire de consommation égal au rapport entre, d'une part, le volume moyen journalier consommé par les usagers et les besoins du service, augmenté des ventes d'eau à d'autres services, exprimé en mètres cubes, et, d'autre part, le linéaire de réseaux hors branchements exprimé en kilomètres. Si les prélèvements réalisés sur des ressources faisant l'objet de règles de répartition sont supérieurs à 2 millions de m³/an, la valeur du terme fixe est égale à 70. Le plan d'actions inclut un suivi annuel du rendement des réseaux de distribution d'eau, tenant compte des livraisons d'eau de l'année au titre de laquelle un taux de pertes en eau supérieur à la valeur

(13)

mentionnée à l'alinéa précédent a été constaté. En application du plan d'actions, le descriptif détaillé des ouvrages de transport et de distribution d'eau potable défini à l'article D. 2224-5-1 du code général des collectivités territoriales est mis à jour en indiquant les secteurs ayant fait l'objet de recherches de pertes d'eau par des réseaux de distribution ainsi que les réparations effectuées. »

[Article 2 du décret n° 2012-97, 2012]

II PROBLEMATIQUE : METHODE DE CONCEPTION D’UN PLAN

D’ACTIONS DE LUTTE CONTRE LES PERTES D’UN RESEAU DE

DISTRIBUTION D’EAU POTABLE

II.1 Conception

d’un plan d’actions de lutte contre les pertes d’un

réseau de distribution d’eau potable : guide et arbre de décision

II.1.1 Description succincte du guide

[5]

Le guide, rédigé dans le cadre de l’action de recherche n° 62, est destiné aux collectivités afin qu’il leur serve d’appui pour l’élaboration d’un plan d’actions de lutte contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable, en application du décret n° 2012-97 du 27 janvier 2012.

La conception d’un tel plan nécessite de définir et de hiérarchiser des actions de lutte contre les pertes adaptées au contexte. Le guide doit permettre de répondre à cette problématique. A noter que la question de la lutte contre les pertes y est abordée sous un angle essentiellement technique ; les aspects financiers n’y sont évoqués que de façon qualitative et à titre indicatif.

Le guide a été rédigé par trois ingénieurs : Eddy Renaud, mon maître de stage, Julie Pillot, et Aline Auckenthaler. Sa rédaction a été menée en étroite collaboration avec le groupe de travail de l’ASTEE. Il est structuré en deux parties :

- la première partie développe une méthode progressive pour l’élaboration d’un plan d’action de réduction des pertes adapté au contexte du système d’alimentation en eau potable

- la deuxième partie présente, sous forme de fiches, les actions pouvant être entreprises pour réduire les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable.

La partie dont j’ai eu la charge est la construction de la méthode permettant de bâtir un plan d’actions de lutte contre les pertes sous la forme d’un arbre de décision.

II.1.2 Présentation de l’arbre de décision envisagé

L’arbre de décision constitue la méthode permettant de bâtir un plan d’actions de lutte contre les pertes d’un réseau de distribution d’eau potable. Il doit permettre d’identifier, pour le service des eaux concerné, les principaux axes d’intervention (recherche active des fuites, régulation de pression, gestion patrimoniale, etc.) et de proposer une hiérarchisation des actions de lutte contre les pertes à mettre en œuvre concrètement.

L’arbre de décision représente la situation à laquelle on est confrontée (ici, la conception d’un plan d’action) sous la forme graphique d'un arbre de façon à faire apparaître à l'extrémité de chaque branche les différents résultats possibles en fonction des décisions prises à chaque étape en fonction des valeurs des indicateurs ou de réponses à des questions.

L’arbre de décision est construit en utilisant le logiciel Microsoft Office Visio. Je choisis de le découper en trois étapes, en adéquation avec le contenu du guide :

- la première étape constitue une analyse de la situation du service et des opérations préliminaires mises en œuvre

- la deuxième étape constitue la sélection des axes d’intervention de lutte contre les pertes - la troisième étape constitue la sélection et la hiérarchisation des actions de lutte contre les

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II.2 Actions de lutte contre les pertes

d’un réseau de distribution

d’eau potable

II.2.1 Présentation générale des actions de réduction des pertes

d’un réseau de

distribution d’eau potable

[5]

Les actions pouvant être entreprises pour réduire les pertes sont présentées dans la deuxième partie du guide sous forme de fiches. Ces fiches sont construites conformément à la fiche type également incluse dans le guide. Cette dernière explicite, entre autres, les typologies choisies et les partis pris pour l’évaluation des coûts.

Les actions de réduction des pertes sont réparties en quatre catégories qui concernent chacune un axe d’intervention spécifique :

1. l’amélioration de la connaissance du réseau et des pertes

2. la recherche active des fuites et leur réparation

3. la gestion des pressions

4. le remplacement et le renouvellement des réseaux.

Ces quatre catégories s’inspirent des leviers d’actions de réduction des fuites proposés par Farley en 2001 (figure 3).

II.2.2 Catégorie I : « Amélioration de la connaissance du réseau et des pertes »

[5]

La catégorie I regroupe les actions concernant le patrimoine, la connaissance des volumes, la sectorisation et le fonctionnement du réseau.

 Sous-catégorie I-A : « Patrimoine »

La sous-catégorie I-A regroupe les trois actions clés permettant de parvenir à une connaissance satisfaisante du patrimoine.

La fiche I-A-1 a pour objet la mise à jour des plans. Les plans sont un élément essentiel de la connaissance des réseaux, et sont indispensables à la localisation des fuites. Ainsi, le descriptif détaillé des réseaux (rendu obligatoire depuis le 31 décembre 2013 par le décret n° 2012-97 du 27 janvier 2012) inclut un plan du réseau qui doit être mis à jour et complété annuellement. La fiche expose les informations devant être incluses dans les plans, ainsi que les informations devant être mises à jour régulièrement. Elle indique également les formats et supports recommandés.

La fiche I-A-2 a pour objet l’inventaire des réseaux. L’inventaire des réseaux d’eau potable

accompagne le plan d’ensemble des réseaux pour constituer le descriptif détaillé. Un inventaire des Synthèse : Le guide constitue un document d’appui aux collectivités afin de les aider à élaborer un plan d’action de réduction des pertes d’un réseau de distribution d’eau potable. L’arbre de décision est l’outil d’aide à la décision, présenté dans le guide, qui permettra de bâtir méthodiquement le plan d’actions adapté au service, compte tenu de ses spécificités.

Figure 3 : Méthode de base de gestion des fuites proposée par Farley, 2001 [C]

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réseaux complet est un outil précieux sur lequel se base le service lors des prises de décision concernant la réparation, le remplacement et la rénovation des réseaux. L’inventaire répertorie les caractéristiques de chaque tronçon de canalisation du réseau. La fiche présente les données devant figurer dans l’inventaire pour atteindre le niveau 1 ou le niveau 2, plus avancé, définis dans le descriptif détaillé du réseau.

La fiche I-A-3 a pour objet la détection des réseaux. Les réseaux d’eau potable étant le plus souvent

enterrés et par conséquent difficiles d’accès, et du fait que les réseaux anciens n’étaient pas toujours inventoriés (cartographie et inventaires inexistants ou peu performants), leur localisation n’est pas toujours connue. Ainsi, la détection des réseaux est parfois nécessaire à la mise à jour des plans et de l’inventaire des réseaux. La fiche expose les différentes méthodes de détection des réseaux pouvant être mises en œuvre compte tenu du matériau de la conduite et du contexte (profondeur, nature du sol, accès à la conduite, etc.) : méthode électromagnétique, méthode acoustique et radar géologique (géo-radar). La fiche présente également les techniques de marquage des réseaux neufs, à mettre en œuvre dès la pose de la conduite.

 Sous-catégorie I-B : « Connaissance des volumes »

La sous-catégorie I-B regroupe les actions relatives au comptage et à l’évaluation des volumes distribués, utilisés ou perdus.

La fiche I-B-1 a pour objet les comptages d’exploitation. Les comptages s’effectuent aux points de

prélèvement, de production, d’import ou d’export, à la sortie des stations de pompage ou de traitement, aux entrées et sorties des réservoirs, et en divers points stratégiques du réseau de distribution. Ces appareils, compteurs ou débitmètres, doivent fournir des mesures exactes et fiables. La fiche liste les technologies de comptage et de débitmétrie les plus courantes. Elle présente également les différents aspects essentiels à un fonctionnement efficient des comptages d’exploitation : pose, relevés et mesures, étalonnage et audit, incertitudes, etc.

La fiche I-B-2 a pour objet la gestion du parc de compteurs des usagers. Les compteurs des usagers permettent de mesurer le volume d’eau livré et facturé. Conformément à l’arrêté du 6 mars 2007 relatif au contrôle des compteurs d’eau froide en service, le gestionnaire doit tenir à jour un carnet métrologique et mettre en place une vérification périodique de ses instruments de mesure. Ce suivi doit permettre de conduire une politique de renouvellement des compteurs efficace. Outre la présentation des différents types d’instruments de mesure, la fiche expose les méthodes de relevé des compteurs, les méthodes d’inventaire du parc et la politique de renouvellement des compteurs, ainsi que les difficultés inhérentes au parc, auxquelles le service doit pouvoir faire face (consommations anormales, sous-comptages, etc.).

La fiche I-B-3 concerne les usagers sans compteur. Ces derniers consomment des volumes d’eau

non mesurés qui doivent donc être identifiés et estimés. Il peut s’agir de la défense incendie, des bouches d’arrosage et de lavage, des sanitaires et fontaines publics, des bornes de puisage, et de certains usages municipaux (stades, espaces verts, etc.). Identifier ces volumes est indispensable pour l’estimation des pertes d’eau du service. La fiche propose des méthodes et moyens permettant de limiter et estimer les volumes d’eau non mesurés. Elle fournit notamment une méthode d’estimation des volumes consommés autorisés non comptés, proposée par l’ASTEE.

La fiche I-B-4 a pour objet les vols d’eau. Sont considérés comme des vols d’eau, l’utilisation illégale

de poteaux incendie, les branchements illicites, les piquages avant compteur et fraudes sur compteur, ainsi que les prélèvements illicites sur bouches et bornes publiques. Quantifier ces volumes permet d’améliorer l’estimation des pertes d’eau du service car les volumes volés ne sont pas perdus. La fiche présente des techniques de repérage et de limitation des vols d’eau : analyse du fichier clientèle, communication sur les pénalités encourues en cas de fraude, mise en place de bornes de puisage monétiques, etc.

La fiche I-B-5 a pour objet l’optimisation des purges. Les purges sont régulièrement utilisées sur un

réseau de distribution d’eau potable pour rincer les conduites lors de travaux de renouvellement ou lors d’une dégradation avérée de la qualité de l’eau. Une purge consiste à procéder au soutirage d’eau en différents points du réseau jusqu’à l’écoulement d’une eau de qualité satisfaisante. La fiche a pour objectif de présenter la méthode d’estimation du volume des purges afin de fiabiliser l’évaluation

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des pertes. Elle donne des recommandations permettant d’établir une stratégie de réduction du volume des purges.

La fiche I-B-6 a pour objet l’évaluation et l’optimisation des volumes utilisés pour le lavage des réservoirs. Conformément à l’article R1321-56 du Code de la santé publique, les réservoirs équipant des réseaux de distribution d’eau destinée à la consommation humaine doivent être vidés, nettoyés, rincés et désinfectés au moins une fois par an. Les volumes perdus lors du lavage des réservoirs doivent être connus pour évaluer les pertes. La fiche promeut une meilleure connaissance et une gestion optimale des procédures de lavage. Elle indique comment estimer les volumes utilisés pour le lavage des réservoirs, et présente une procédure, proposée par l’ASTEE, pour un lavage des réservoirs optimisé, nécessitant une étape d’inspection et de diagnostic des réservoirs.

La fiche I-B-7 a pour objet le traitement des données pour le calcul des pertes. Les données issues des différents systèmes de comptage permettent d’évaluer les volumes annuels d’eau transitant dans le réseau : il s’agit de l’annualisation des volumes. Elles permettent également de calculer des indicateurs de performance utiles à l’évaluation de l’état du réseau et à sa gestion. Il est nécessaire de définir des méthodes de traitement des données et de calcul des différents volumes, sur une période annuelle commune, qui soient pertinentes et reproductibles. La fiche évoque les différents volumes mesurés et estimés afin que le service y soit familiarisé, ainsi que la méthode de calcul des pertes, et ce en concordance avec les résultats devant figurer dans le RPQS.

 Sous-catégorie I-C : « Sectorisation »

La sous-catégorie I-C regroupe deux actions permettant de mettre en place un découpage du réseau afin de suivre les volumes mis en distribution.

La fiche I-C-1 a pour objet la sectorisation. La sectorisation consiste à diviser un réseau en plusieurs secteurs. Pour chaque secteur, les volumes entrant et sortant sont mesurés, ce qui permet de suivre les volumes mis en distribution dans le secteur, en permanence ou de façon temporaire. La fiche spécifie quelles sont les conditions nécessaires à la mise en place d’une sectorisation. Afin de définir des secteurs adaptés au service, elle fournit des recommandations utiles : taille optimale des secteurs, adaptabilité aux évolutions du réseau, etc. Elle présente aussi la façon de représenter les secteurs par le biais d’un synoptique. Elle indique enfin quels sont les moyens permettant l’acquisition et le traitement des données issues de la sectorisation (suivi des débits de nuit, etc.).

La fiche I-C-2 a pour objet le suivi des débits de nuit. Le débit d’un secteur est composé des consommations des usagers et des fuites. Le suivi des débits de nuit permet de détecter les fuites courantes ou exceptionnelles, du fait que la consommation des usagers est très réduite pendant la période nocturne. La fiche expose la méthode du suivi des débits de nuit grâce à la collecte régulière des données issues de la sectorisation, ainsi que les moyens nécessaires à sa mise en œuvre. Elle présente également les deux méthodes permettant de calculer les pertes nocturnes : l’une développée par l’IWA, l’autre proposée par Irstea.

 Sous-catégorie I-D : « Fonctionnement »

La sous-catégorie I-D regroupe trois actions présentant chacune un outil majeur permettant le suivi du fonctionnement d’un réseau dans le cadre de la connaissance du réseau et des pertes.

La fiche I-D-1 a pour objet la télégestion. La télégestion est un système d’acquisition et de transmission de données à distance entre les installations et ouvrages d’un réseau d’eau potable équipés du dispositif, et un poste de contrôle central. Elle permet une surveillance continue des ouvrages et un gain de réactivité. Le suivi des mesures issues de la télégestion permet d’améliorer la gestion du réseau via la maintenance préventive et la détection des fuites. La fiche expose l’organisation de la mise en place de la télégestion, ainsi que les critères à prendre en compte pour le choix de la technologie.

La fiche I-D-2 a pour objet la modélisation hydraulique. La modélisation hydraulique d’un réseau permet de représenter le fonctionnement du réseau dans l’espace et dans le temps, grâce à l’utilisation de logiciels dédiés. Le modèle hydraulique peut être mobilisé pour la conception et l’évaluation de nombreuses actions en lien avec la lutte contre les pertes en eau, telles que la conception de la sectorisation et de l’îlotage, ou la définition des actions de régulation et de

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modulation de pression. La fiche présente les actions préliminaires à la mise en place de la modélisation hydraulique. Elle expose également la procédure de mise en mise en œuvre d’un modèle hydraulique : collecte des informations pour élaborer le modèle et phases de construction du modèle.

La fiche I-D-3 a pour objet les indicateurs techniques. Les indicateurs techniques permettent au service d’avoir des grandeurs représentatives de l’état du réseau et de son fonctionnement. Ils sont des éléments clés de décision dans la démarche de lutte contre les pertes, dès lors qu’ils sont analysés au regard de valeurs de référence et en fonction de leur évolution dans le temps. La fiche présente le jeu d’indicateurs techniques dont doit disposer le service afin de réaliser un suivi de l’état des installations. Ces indicateurs sont soit les indicateurs prévus par la réglementation (figurant dans le RPQS) qui permettent d’évaluer annuellement la performance du réseau de distribution, soit des indicateurs techniques ciblés qui permettent également de piloter la lutte contre les pertes.

II.2.3 Catégorie II : « Recherche active des fuites et réparation »

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La catégorie II est relative à la recherche active des fuites : prélocalisation, localisation puis réparation. De nombreuses fuites sont invisibles à la surface et seule une recherche active permet de les détecter et de les localiser. Les opérations de recherche active des fuites peuvent être déclenchées de façon systématique selon une certaine fréquence (le service s’engage alors à inspecter un certain linéaire de réseau en un temps donné), ou être menées occasionnellement sur la base du suivi des débits de nuit ou de la prélocalisation fixe. Un panel de techniques variées est utilisé pour prélocaliser puis localiser les fuites.

 Sous-catégorie II-A : « Prélocalisation »

La sous-catégorie II-A, relative à la prélocalisation, regroupe cinq actions présentant chacune un outil ou une technique de prélocalisation des fuites.

La fiche II-A-1 a pour objet les vannes de sectionnement. Les vannes de sectionnement, qui accompagnent généralement les singularités du réseau, permettent d’isoler des portions du réseau. Sectionner une partie du réseau est notamment utile lors des opérations de maintenance ou lors de la contamination de l’eau par un polluant. Les vannes doivent être manœuvrables et étanches une fois fermées. La fiche explique comment choisir le type de la vanne, selon le système de commande et le principe d’ouverture voulus. Elle présente également comment les mettre en place et comment assurer leur maintenance.

La fiche II-A-2 a pour objet l’îlotage. L’îlotage est une méthode de recherche des fuites par subdivision

progressive d’un secteur en en zones de plus en plus restreintes, identifiées comme îlots. Cette méthode consiste à mesurer le débit introduit dans les différents îlots de la zone étudiée du réseau. La technique étant généralement réalisée de nuit lorsque les consommations d’eau sont minimales et que l’impact pour les usagers est moindre, les débits mesurés peuvent être assimilés aux pertes de l’îlot (la connaissance de la consommation nocturne des usagers de l’îlot peut permettre d’affiner cette hypothèse). La fiche indique dans quelles conditions utiliser l’îlotage, en distinguant les réseaux ramifiés et les réseaux maillés. Elle présente également comment mettre en œuvre cette méthode et quel matériel utiliser (appareil de mesure des débits, et matériel de communication entre les membres de l’équipe afin de synchroniser les fermetures de vannes).

La fiche II-A-3 a pour objet la quantification par alimentation directe. Cette technique, visant à évaluer le niveau de pertes dans une portion du réseau, permet de mesurer le débit de consommation de la maille ou de la ramification étudiée. L’îlot analysé est isolé par fermeture de vannes et alimenté en eau par le biais d’un tuyau souple, muni d’un compteur, le reliant au reste du réseau. Lorsque l’opération est réalisée lors d’une consommation minimale par les usagers, alors le minimum de débit mesuré peut être assimilé aux pertes de l’îlot (l’estimation de la consommation des usagers peut permettre de fiabiliser l’estimation du débit de fuite). La fiche indique comment mettre en œuvre cette méthode : phase de préparation, instruments de mesure nécessaires, réalisation et exploitation des mesures.

La fiche II-A-4 a pour objet la prélocalisation acoustique. Cette technique consiste à mesurer les niveaux de bruits du réseau afin d’identifier le bruit permanent, généré par l’écoulement continu de l’eau à travers un orifice, se propageant dans les canalisations du réseau (parois et eau). Les

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capteurs de bruit peuvent être installés en contact direct avec la canalisation (accéléromètre aimanté) ou avec l’eau (hydrophone), de manière permanente (utilisation en poste fixe) ou régulièrement déplacés (utilisation mobile). L’analyse des bruits enregistrés permet d’identifier la présence d’une fuite dès lors que l’intensité sonore de la fuite est suffisante pour être détectée par le capteur parmi les bruits de fond. La fiche indique les conditions nécessaires à l’application de la technique pour les deux types de capteurs (accéléromètre et hydrophone). Elle explique également comment mettre en œuvre cette technique dans le cadre d’une utilisation mobile et d’une utilisation fixe.

La fiche II-A-5 a pour objet l’écoute directe mécanique. L’écoute directe mécanique consiste à capter

les bruits véhiculés par le matériau des canalisations à l’aide d’une tige métallique ; l’opérateur écoute les équipements métalliques (vannes essentiellement) avec un « stéthoscope » et identifie le bruit généré par une fuite. Cette technique, permettant de pré-localiser une fuite entre deux points d’écoute proches, peut être mise en œuvre de manière systématique, ou sur une zone préalablement ciblée. La fiche indique comment mettre en œuvre cette méthode, et comment la compléter par une technique de localisation adaptée permettant de positionner précisément la fuite sur le tronçon.

 Sous-catégorie II-B : « Localisation »

La sous-catégorie II-B, relative à la localisation, regroupe cinq actions présentant chacune une technique de localisation des fuites. La localisation des fuites fait suite à leur prélocalisation.

La fiche II-B-1 a pour objet l’écoute électronique amplifiée directe et au sol. L’écoulement de l’eau par

un orifice de fuite produit un bruit qui se propage en s’atténuant dans la paroi de la canalisation et le sol ; son amplitude est maximale au niveau de la fuite. Cette technique est basée sur l’utilisation d’un amplificateur électronique traitant un signal afin de dégager le bruit de la fuite du bruit parasite. Le bruit de fuite est transformé en signal électrique, lui-même transformé en signal visuel pouvant être affiché sur un écran. L’écoute directe amplifiée est réalisée sur des zones où des fuites sont suspectées ou prélocalisées. La fiche évoque les champs d’utilisation des deux types d’écoute électronique amplifiée : l’écoute directe et l’écoute au sol. Elle indique également comment mettre en œuvre cette méthode.

La fiche II-B-2 a pour objet la corrélation acoustique. Cette dernière est basée sur les propriétés de diffusion des ondes acoustiques dans un matériau ou un fluide. Deux capteurs sont installés de part et d’autre de la portion de conduite sur laquelle une fuite est prélocalisée. Les signaux obtenus par chaque capteur sont ensuite corrélés afin de connaître l’emplacement de la fuite. Pour une corrélation acoustique efficace, il est nécessaire de connaître les paramètres de la corrélation (distance entre les capteurs, matériau, etc.) et d’avoir une bonne synchronisation temporelle entre les deux capteurs (inférieure à la milliseconde). La fiche évoque les champs d’utilisation pour les deux types de capteurs : accéléromètres et hydrophones. Elle indique également comment mettre en œuvre cette méthode.

La fiche II-B-3 a pour objet le gaz traceur. Un gaz inerte vis-à-vis de l’eau est injecté en un point de la

conduite ; il se dissout sous la pression de l’eau et est véhiculé dans le réseau. En présence d’une fuite, il s’échappe de la conduite et remonte à la surface en traversant le sol. Il peut alors être détecté en surface à l’aide d’une sonde aspiratrice qui en mesure sa concentration en continu. Cette opération permet d’évaluer l’importance des fuites selon la concentration de gaz mesurée. La fiche indique quelles sont les conditions nécessaires à l’emploi du gaz traceur et explique comment mettre en œuvre cette méthode. Cette dernière est employée pour les secteurs avec un niveau de pertes élevé et lorsque les techniques acoustiques ne sont pas adaptées.

La fiche II-B-4 a pour objet le géo-radar. Cette technique est basée sur les propriétés de réflexion des ondes électromagnétiques par les corps. Elle consiste à parcourir la portion de réseau étudiée avec le géo-radar. Ce dernier comprend une antenne émettrice d’ondes électromagnétiques, un récepteur et un logiciel de traitement du signal, embarqués sur un chariot. L’image du sous-sol apparait en temps réel sur un écran. En matière de localisation des fuites, cette technologie est très marginale et n’est employée que lorsque les autres techniques de localisation ne sont pas performantes, dans la mesure où les conditions de son application sont réunies. La fiche indique quelles sont les conditions nécessaires à l’utilisation du géo-radar et explique comment mettre en œuvre cette méthode.

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La fiche II-B-5 a pour objet l’hydrophone mobile. Ce dernier, lorsqu’il est introduit dans le réseau,

permet d’enregistrer en continu les bruits et de les traiter afin d’identifier les bruits de fuite. La position de l’hydrophone mobile est localisable depuis la surface, ce qui permet de connaître de localiser précisément les fuites. La technologie étant relativement récente, elle n’est employée que lorsque les autres techniques de localisation ne sont pas performantes, dans la mesure où les conduites concernées ont de gros diamètres et présentent des risques de défaillance importants. La fiche indique quelles sont les conditions nécessaires à l’utilisation d’un hydrophone mobile et explique comment mettre en œuvre cette méthode.

 Sous-catégorie II-C : « Réparation des fuites »

La sous-catégorie II-C regroupe trois actions participant à l’amélioration du rendement du réseau de distribution : la rapidité et la qualité des interventions favorisent la limitation des pertes, et le suivi des interventions permet de mettre à jour la connaissance qu’a le service de son réseau.

La fiche II-C-1 a pour objet la rapidité d’intervention. Cette dernière constitue un critère essentiel de la

lutte contre les pertes en eau ; il s’agit d’un des quatre leviers d’actions de réduction des fuites évoqués par Farley (figure 3). Outre la présentation des trois familles de fuites que sont les fuites diffuses, les fuites détectables non-visibles et les fuites visibles, la fiche présente par étape les moyens disponibles favorisant une intervention rapide. Elle évoque la mise en place d’une organisation dédiée permettant de détecter au plus vite la fuite, de la localiser, et de réaliser une réparation de bonne qualité. En effet, l’objectif est de de limiter au maximum le temps d’écoulement de la fuite dès lors qu’elle est localisée, compte tenu des contraintes liées à la réalisation pratique de l’intervention.

La fiche II-C-2 a pour objet les techniques de réparation. Ces dernières sont pertinentes lorsque la dégradation de la canalisation n’est pas suffisante pour justifier de sa rénovation ou de son renouvellement. En effet, lorsqu’une fuite est localisée, une réparation peut permettre de rétablir l’étanchéité d’un élément de canalisation défectueux, sans pour autant générer de travaux de rénovation ou de renouvellement importants. La fiche présente les différentes techniques de réparation et leur champ d’utilisation. Ces techniques sont la pose de manchons sans découpe, et la méthode de découpe et remplacement.

La fiche II-C-3 a pour objet le suivi des interventions. Le suivi des interventions permet d’archiver pour

chaque intervention diverses informations que sont les circonstances de la défaillance, les travaux réalisés, ainsi que les caractéristiques de la canalisation qui ne seraient pas encore connues (position, profondeur, matériau, âge, etc.). La fiche expose les conséquences positives d’un suivi correctement mené. En effet, ce dernier peut être un facteur d’orientation dans la politique de gestion patrimoniale, aussi bien qu’un facteur d’amélioration dans la stratégie de lutte contre les pertes. La fiche explique également comment mettre en œuvre le suivi des interventions, et quelles sont les principales caractéristiques d’une fiche type d’intervention.

II.2.4 Catégorie III : « Gestion des pressions »

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La catégorie III comprend une unique sous-catégorie : la régulation des pressions et protection du réseau.

Bien qu’il ne permette pas de limiter la durée des fuites, le contrôle de la pression permet de diminuer leur débit, en réduisant la pression lorsque cela est possible, ou en la modulant pour corriger les variations de pertes de charge liées aux variations de la demande. Le contrôle de la pression permet également de limiter la fréquence d’apparition des fuites. Les possibilités de réduction de la pression d’un secteur doivent donc être recherchées.

 Sous-catégorie III-A : « Régulation des pressions et protection du réseau »

La fiche III-A-1 a pour objet la réduction de pression. Il est avéré qu’une pression élevée dans le réseau fragilise les conduites et augmente le débit des fuites existantes. La pression de service d’un réseau doit être supérieure à la pression minimale souhaitée, que l’on peut estimer à environ 2 bars au compteur de l’usager. Dans bien des configurations, la pression de service est supérieure à cette valeur et peut atteindre plus de 10 bars. La fiche présente donc les technologies de régulateurs de

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pression permettant de réduire la pression du réseau, tout en assurant une valeur minimale de service en tout point, y compris lorsque la demande est maximale et lorsque la défense incendie est nécessaire. Ces régulateurs de pression sont les régulateurs à ressort et les vannes de régulation à commande hydraulique.

La fiche III-A-2 a pour objet la modulation de pression. Telle que la réduction de pression, la modulation de pression a pour but de réduire le volume d’eau perdu par les fuites et de prolonger la durée de vie des équipements. La méthode consiste donc à moduler la pression à l’entrée du réseau ou d’un secteur en fonction de l’heure ou du débit demandé grâce à des vannes de modulation mécanique ou hydraulique. La fiche présente trois formes de modulations de pression et leur mise en œuvre : contrôle électronique jour/nuit, contrôle hydraulique en fonction de la pression, et contrôle électronique en fonction du temps ou de la pression.

La fiche III-A-3 a pour objet la régulation des pompages. Les pompages permettent de réguler la pression du réseau en fournissant le débit nécessaire, tout en optimisant la pression générée par les pompes. La régulation des pompages a l’avantage de permettre au service de réaliser des économies d’énergie, et de prolonger la durée de vie des équipements. Elle peut être faite par l’installation de plusieurs pompes dont le déclenchement sera échelonné en fonction des besoins, ou en s’équipant de pompes à vitesse variable. La fiche indique comment mettre en œuvre la modulation des pompages en mettant en place des pompes à vitesse.

La fiche III-A-4 a pour objet le dispositif anti-bélier et les soupapes de décharge. Le coup de bélier est un phénomène qui apparaît au moment de la variation brusque de la vitesse d’un liquide, suite à la fermeture brutale d’une vanne ou à l’arrêt d’une pompe. La fiche indique comment mettre en place des équipements anti-bélier qui absorbent les variations de pression. Elle présente les différents dispositifs anti-bélier pouvant être utilisés : ballons anti-bélier (avec ou sans membrane), cheminées d’équilibre, réservoirs anti-bélier à régulation d’air automatique, etc. Ces dispositifs peuvent être mis en place suite à une étude anti-bélier définissant les événements pouvant créer des coups de bélier. Ils permettent d’éviter les ruptures de canalisation et de robinetterie, ainsi que les fuites, et ce en favorisant un allongement de la durée de vie des ouvrages et équipements.

II.2.5 Catégorie IV : « Remplacement et renouvellement des réseaux »

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La catégorie IV se place dans le cadre d’une gestion patrimoniale ciblée. Certains branchements et certaines canalisations connaissent une fréquence élevée d’apparition des fuites ; leur réhabilitation ou leur renouvellement permet de limiter le nombre de fuites et donc les volumes perdus. En particulier, le renouvellement des canalisations est un moyen de limiter durablement les volumes de fuites.

 Sous-catégorie IV-A : « Outils d’arbitrage et de hiérarchisation »

La sous-catégorie IV-A, relative aux outils d’arbitrage et de hiérarchisation, regroupe trois actions permettant définir une stratégie basée sur des méthodes et des outils d’aide à la décision, dans le cadre d’une politique de remplacement et de renouvellement des réseaux.

La fiche IV-A-1 a pour objet les méthodes et outils d’aide à la décision. Des outils d’aide à la décision ont été conçus pour guider les gestionnaires dans le choix des canalisations à remplacer ou à rénover en priorité. La plupart de ces outils sont basés sur des modèles statistiques de prévision des défaillances (comme le logiciel « Casses » développé par Irstea). A partir de ces prévisions, des méthodes multicritères sont utilisées pour identifier les tronçons qui occasionnent d’importantes dégradations de la performance. La fiche présente la mise en œuvre des outils d’aide à la décision : acquisition de données fiables par le biais d’une bonne connaissance du patrimoine, inventaire des tronçons du réseau et suivi des interventions, utilisation de logiciels adaptés, etc.

La fiche IV-A-2 a pour objet les inspections non destructives des canalisations. Il s’agit de méthodes permettant de caractériser l’état d’une conduite d’eau potable sans la dégrader. Ces méthodes sont nombreuses et souvent spécifiques au type de conduite et de défaut ; elles diffèrent par leur principe de fonctionnement. La fiche présente les différentes méthodes d’inspection non destructive : analyse des courants de Foucault en champ lointain, inspection visuelle, endoscopie, etc. Certaines de ces

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techniques nécessitent d’avoir accès à la surface de la conduite. Il peut aussi être nécessaire d’isoler, de vider, et de nettoyer la conduite.

La fiche IV-A-3 a pour objet les inspections destructives des canalisations. Il s’agit de méthodes

permettant de diagnostiquer l’état d’une conduite, voire d’une zone, afin de construire une stratégie de remplacement ou de renouvellement ciblée. Un échantillon de canalisation est prélevé pour être analysé en laboratoire, et ce dans le but d’évaluer l’état de la canalisation (acceptable, fragilisé/altéré, avancé/dégradé, critique/rupture). Les critères évalués concernent sa solidité mécanique, l’altération de ses capacités hydrauliques, et les conséquences sur la qualité de l’eau. La fiche présente les champs d’utilisation de l’inspection destructive des canalisations, et les analyses effectuées en laboratoire pour évaluer l’état de la canalisation.

 Sous-catégorie IV-B : « Remplacement »

La sous-catégorie IV-B regroupe deux actions concernant d’une part le remplacement des branchements, d’autre part le remplacement des canalisations.

La fiche IV-B-1 a pour objet le remplacement des branchements. Les défaillances des branchements sont à l’origine d’une part conséquente des fuites des réseaux d’eau potable. Les branchements défectueux devant être remplacés sont le plus souvent identifiés lors de campagne de recherche de fuites ou sur indication des abonnés. La fiche présente les différentes techniques de remplacement des branchements ainsi que leur mise en œuvre. Ces techniques sont de deux types : remplacement en tranchée ouverte, et remplacement sans tranchée (fonçage à la fusée, procédé par extraction, procédé par découpe, et procédé de chemisage).

La fiche IV-B-2 a pour objet le remplacement des canalisations. La mise en place d’une politique de remplacement ciblé des canalisations dégradées s’inscrit dans l’objectif de réduction des pertes. La fiche présente les différentes techniques de remplacement des canalisations ainsi que leur mise en œuvre. Trois techniques sont présentées : le remplacement en tranchée ouverte, le forage dirigé horizontal, et le micro-tunnelage. Le choix de la technique la mieux adaptée au contexte prend en compte plusieurs éléments : les obstacles, les possibilités de by-pass de la conduite, l’analyse des causes de dégradation de l’ancienne conduite, etc.

 Sous-catégorie IV-C : « Rénovation des canalisations »

Dans cette première version du guide, la sous-catégorie IV-C ne contient qu’une seule action : la rénovation des canalisations.

La fiche IV-C-1 a pour objet la rénovation des canalisations. La rénovation d’une conduite consiste à lui restituer ses propriétés hydrauliques ou mécaniques, ou bien à résoudre des problèmes de qualité d’eau, en conservant tout ou partie de la conduite. La fiche présente les différentes techniques de rénovation des canalisations ainsi que leur mise en œuvre. Ces techniques sont le tubage, le chemisage et le gainage, et la protection par projection d’un revêtement inerte. Le choix de la technique dépend des caractéristiques de la conduite, de son état de dégradation, ainsi que des contraintes environnementales.

Intégration des actions dans l’arbre de décision : L’étape 2 de l’arbre de décision permettra de déterminer les catégories d’actions de lutte contre les pertes dont la nécessité de mettre en œuvre les actions devra être étudiée en priorité. Quant à l’étape 3, elle permettra de sélectionner précisément les actions de lutte contre les pertes à mettre en œuvre. Le choix des catégories d’actions ou des actions à mettre en œuvre préférentiellement se basera sur le calcul d’indicateurs ou sur des questions pertinentes.