SEDIF – Syndicat des Eaux d’Ile de France

Prestation de R&D : Analyse et prévision des casses de conduites, branchements, accessoires et du renouvellement des réseaux d’eau

  • Départements : 77, 78, 91, 92, 93, 94, 95
  • 4,6 millions d’habitants
  • 600 000 abonnés
  • Linéaire de réseau : 8 000 km
  • Distribution : 790 000 m³/jour
  • Rendement du réseau : 91%
  • Taux de renouvellement : > 1%/an

Période de réalisation : 2018-2022

Contexte

Parmi les services publics de l’eau les plus performants de France, le Syndicat des Eaux d’Ile-de-France (SEDIF) assure l’alimentation de 4,6 millions d’usagers dans 7 départements autour de Paris. Le renouvellement des canalisations et branchements est l’un des piliers de la stratégie de la maîtrise des pertes en eau du SEDIF dont l’objectif est la réduction du nombre de fuites sur canalisations grâce au renouvellement ciblé des canalisations les plus à risque. Propriétaire d’un réseau long de 8 000 km, dont 7 200 km de réseau de distribution, le SEDIF procède au renouvellement de plus de 1% de ses canalisations chaque année.

Objectifs

Aujourd’hui en France, les services d’eau doivent faire face à de nombreux défis. Le vieillissement des réseaux d’eau potable implique des besoins croissants de renouvellement renforcés par le contexte de raréfaction de la ressource en eau et par l’augmentation des coûts de l’énergie. Pour garantir la qualité et la continuité du service d’alimentation en eau potable des Franciliens, il est donc essentiel pour le SEDIF d’optimiser les investissements de renouvellement de son réseau en ciblant les canalisations les plus à risque.

Le projet mené avec Altereo développe, à partir de données patrimoniales intégrant les conduites et branchements, un outil combinant des algorithmes de modélisation par apprentissage automatique (« machine learning ») et des méthodes de fouille de données (« data mining »). Ses résultats conduisent à définir des familles de canalisations à risque, qui seront désormais utilisées pour établir des programmes optimisés de renouvellement des canalisations.

Dans ce cadre, il s’agit de répondre à la question « Quelles sont les canalisations qui présentent le plus grand risque de défaillance et qu’il est nécessaire de renouveler en priorité ? ». L’objectif final est de permettre au SEDIF d’appuyer ses choix stratégiques et techniques pour assurer la gestion durable du service. Le projet de recherche intègre des composantes nouvelles liées au changement climatique, en étudiant par exemple l’influence de la température sur les casses des canalisations.

Description de la mission

Les prestations de R&D ont été réalisées selon les étapes suivantes :

  • Constitution de la base de données
  • Recherche et tests d’algorithmes de fouille de données
  • Modélisation des défaillances
  • Benchmark des outils de prédiction de défaillance
  • Méthodologie de hiérarchisation
  • Construction automatique des chantiers
  • Intégration des algorithmes
  • Application – analyse patrimoniale SEDIF
  • Formation
  • Mise en œuvre du programme annuel de travaux

Prédiction du risque de défaillance des canalisations

La fouille de données et la préparation de 325 167 tronçons et 35 644 casses a permis une analyse par machine learning et une prédiction de risque de défaillance supérieure aux résultats obtenus avec le logiciel Casses. Le projet a démontré la capacité des algorithmes d’intelligence artificielle pour la préparation de données et l’apprentissage automatique à exploiter les données du SEDIF et produire automatiquement des résultats fiables et actionnables.

Benchmark des outils de prédiction de défaillance

L’étude comparative des outils Casses de l’INRAE (précédemment utilisé au SEDIF) et HpO de Altereo ont permis au SEDIF de conclure à une nette préférence pour HpO pour les raisons suivantes : L’apprentissage automatique pour la prédiction du risque de défaillance, la construction automatique de chantiers, intégrant automatiquement les objectifs de renouvellement, directement disponibles sous SIG, les critères pris en compte pour la construction/hiérarchisation des chantiers par commune, le flux de travail principalement automatisé et la tierce maintenance applicative d’Altereo.

Étude "température de l'eau"

Le changement climatique peut-il avoir un impact sur les casses des canalisations ?

Observant une augmentation du taux de fuites de ses canalisations en hiver, le SEDIF s’interroge sur l’intérêt de prendre en compte cette problématique dans l’identification des canalisations à renouveler en priorité.

Dans un contexte de réchauffement planétaire et d’augmentation des températures moyennes (GIEC 2018), la variation du risque suivant la variation de la température peut être un facteur important à prendre en compte et à anticiper dans le cadre de la construction des plans de renouvellement des canalisations d’eau potable.

Module de construction automatique de chantiers de renouvellement

Au-delà de l’identification des canalisations les plus à risque de défaillance, la collaboration entre le SEDIF et Altereo a permis le co-développement d’un module de construction automatique de chantiers. Ce module regroupe les canalisations préalablement identifiées en chantiers réalistes, puis propose une liste de chantiers répondant à un optimum basé sur des critères paramétrables garantissant l’efficacité du renouvellement à l’échelle du SEDIF et adaptable aux orientations données par tout maître d’ouvrage. La génération automatique de chantiers permet d’optimiser le travail des équipes et de générer un gain de 30 jours-homme par an.

Conclusion

Parmi les services publics de l’eau les plus performants de France, le SEDIF s’appuie sur des innovations technologiques afin d’améliorer et garantir ses résultats. À l’issue d’une convention de recherche et développement fructueuse, il confirme son partenariat avec Altereo afin d’optimiser encore la gestion patrimoniale de ses canalisations et de guider ses choix en matière de renouvellement.

La convention de R&D entre le SEDIF et Altereo est un préambule au développement de modèles prédictifs d’évolution et de vieillissement du réseau. Ces modèles serviront de base pour l’élaboration d’une nouvelle politique de gestion du réseau du SEDIF pour les 30 prochaines années, dans l’objectif de maintenir le haut niveau de performance de ses installations et de garantir une alimentation en eau potable en qualité et en quantité suffisante à un prix maîtrisé pour ses 4 millions d’usagers.

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