Un service public de Floride optimise son système d'égout et son contrôle des eaux parasitaires grâce à la surveillance du débit

Son réseau d’égouts sanitaires dessert environ 90,000 clients au moyen de près de 900 miles de conduites gravitaires et de 300 miles de conduites de refoulement. Environ 35,000 regards d'entretien et 400 stations de pompage sont également gérés par l'ECUA. Une grande partie des infrastructures de la ville a été construite à la fin des années 1800, et certaines des conduites originales en argile vitrifiée sont encore en service aujourd’hui.

Au cours des dernières années, de fortes pluies et une infrastructure vieillissante ont engendré des problèmes d'eaux parasitaires et des débordements d'égout avec lesquels devait composer le personnel du service.

« Pour nous, il est crucial de suivre les apports liés aux précipitations, puisque nous sommes l’une des villes les plus pluvieuses des États-Unis continentaux », indique Mark Evan Robertson, gestionnaire des infrastructures d’eaux usées de l'ECUA. « La nappe phréatique élevée entraîne une infiltration constante, mais lors de fortes pluies, la surveillance des apports nous permet d’identifier plus précisément [les zones du réseau susceptibles de fuir et] nécessitant une intervention. »

Afin d'aider à cartographier les infiltrations d'eaux parasitaires et à produire des rapports sur ce phénomène pour ses enquêtes, l'ECUA avait confié à un fournisseur externe la surveillance et le contrôle des stations de pompage, pour un coût annuel d’environ $320,000 lié à la location des équipements et aux licences logicielles.

Les capteurs de niveau étaient généralement installés sur un site pendant 3 à 4 mois, puis déplacés vers une autre zone d’intérêt après l’analyse des données.

« Au moment de mon embauche, comme l'ECUA payait des frais de service à chaque déplacement d’appareil, plusieurs dispositifs existants étaient restés au même endroit depuis leur installation. Les données recueillies n’étaient plus utiles pour l’équipe », se souvient M. Robertson.

Afin de réduire les coûts de service et d’obtenir une meilleure visibilité en redéployant les dispositifs de surveillance du débit selon les besoins, l'ECUA a collaboré avec Badger Meter pour internaliser la surveillance du réseau d'égout. Grâce à des compteurs d'écoulement à surface libre, elle vise à prévenir les apports d’eaux pluviales et les événements de débordement coûteux dans son réseau.

Des dispositifs Raven-Eye 2 mesurent les taux d'eaux parasitaires pour les prochains projets de réfection.

Détails concernant le déploiement initial

Le système SCADA de l’ECUA fournit des données sur l’état des stations de pompage, notamment des rapports de temps de fonctionnement et des alertes de niveaux d’eau élevés. Ces informations servent à repérer les secteurs susceptibles de présenter des fuites dans le réseau d’égouts, pour ensuite affecter des équipes terrain à l’inspection de sites précis en vue de travaux de réfection.

Au départ, huit débitmètres Raven-Eye 2 dotés de capteurs de niveau à ultrasons, destinés à améliorer la conscience opérationnelle, ont été installés afin de surveiller les niveaux des égouts et de prévenir les débordements et les fuites dans le réseau.

Le Raven-Eye 2 est un débitmètre radar de zone et de vélocité avancé sans contact qui fournit des données précises et fiables sur le débit pour la surveillance et la détection des eaux parasitaires, tout en réduisant le besoin d'entretien sur le terrain.

« Plusieurs de nos bassins sont très petits : un débitmètre à pression ou à vélocité de zone installé directement dans la conduite d’écoulement ne serait donc pas le meilleur choix pour ces sites », explique le gestionnaire. « Les appareils Raven-Eye 2 et RU-35 sont capables de détecter des débits extrêmement faibles, ce qui les rend mieux adaptés à nos activités. »

De nombreux enregistreurs pour pluviomètre RG-32A sont en outre installés dans des sites dotés d'augets basculants. Ces enregistreurs pour pluviomètre sans fil alimentés par batterie sont utilisés pour confirmer les données liées aux précipitations des stations de pompage afin de fournir un meilleur aperçu général de la situation. Les données de surveillance du débit sont transmises au logiciel de télésurveillance de Badger Meter, permettant aux exploitants de visualiser à la fois les données de précipitations et les données propres à chaque site dans un seul et même système convivial.

« Les données provenant des pluviomètres sont utilisées conjointement avec celles des stations de pompage », explique M. Robertson. « Lorsqu’une différence de temps de fonctionnement est observée entre une période sèche et un épisode de pluie, un examen plus approfondi par nos équipes de terrain pourrait s'avérer nécessaire. »

L'ECUA a installé des débitmètres de vélocité de zone submersible Beluga dans certaines conduites principales d'alimentation plus imposantes. Les appareils Raven-Eye 2 et Beluga sont utilisés en combinaison avec les enregistreurs de données RU-35, formant une solution puissante pour la surveillance de l'écoulement à surface libre, des déversoirs d'eau excédentaire et des débordements d'égout sanitaire, l'analyse des eaux parasitaires découlant des précipitations, le suivi des surcharges et la facturation des transferts de propriété.

Les dispositifs de surveillance de niveau offrent une visibilité opérationnelle en suivant les niveaux d’égout, permettant au personnel de l’ECUA de prévenir les débordements et les fuites dans le réseau.

Du concept à la réalité sur le terrain

Récemment, lors d’un épisode de pluie où sont tombées quatre pouces de précipitations, cinq stations de pompage ont déclenché des alertes de niveau d’eau élevé. M. Robertson a aussitôt déployé des capteurs de niveau à ces emplacements afin de surveiller les débits pendant environ un mois.

Le service public aurait autrefois procédé à des essais à la fumée pour repérer et réparer une fuite. Toutefois, en positionnant les appareils de façon à isoler plusieurs conduites principales, l'ECUA a pu tester un échantillon de quelques centaines de pieds, plutôt que plusieurs miles de conduites.

« Tester à la fumée tout un bassin ne constitue pas une approche rentable, puisqu’elle mobilise inutilement des ressources sur le terrain pour localiser une fuite », souligne M. Robertson. « Ces appareils agissent comme une ressource additionnelle, en collectant des données [qui nous permettent de cibler précisément nos interventions]. »

Dans un secteur donné, l'ECUA a pu détecter six à huit ruptures de branchements latéraux, où l’eau pénétrait directement dans le réseau d’égouts par un fossé pluvial, sans les délais ni la mobilisation excessive des ressources qu’auraient exigés des essais à la fumée sur l’ensemble d’un bassin.

Élaborer un plan d'action

Conformément aux obligations prévues au décret de consentement, le personnel élabore actuellement un plan d’action pour le réseau d'égout visant à satisfaire aux exigences de surveillance des débits.

« Les exigences de notre décret de consentement comprennent l’inspection des conduites. Nous pouvons donc utiliser ces appareils pour répondre à cette obligation », explique M. Robertson. « Nous pourrons continuer d’ajouter des dispositifs au réseau et d’élargir la zone couverte afin d’assurer, à terme, une surveillance complète de l’ensemble des secteurs. »

Grâce aux rapports de tendances, les utilisateurs peuvent repérer les résultats qui s’écartent des valeurs normales et prioriser l’analyse des taux de variation les plus élevés afin d’intervenir rapidement. Ces données aident les exploitants et les équipes de terrain à mieux cibler leurs efforts et à réduire les délais d’intervention lors d’incidents liés aux eaux parasitaires.

« L’idée, ce n’est pas seulement de surveiller les niveaux, mais de régler les problèmes d'eaux parasitaires, puis de suivre les débits pour voir si de nouveaux problèmes du même genre apparaissent », note M. Robertson.

Prochaines étapes

Maintenant que ces indicateurs de niveau sont en place, M. Robertson travaille à tracer les données relatives aux eaux parasitaires liées aux précipitations pour un quartier précédemment ciblé dans le cadre d’un projet de réfection du réseau d’égouts. Cet ensemble de données préréfection sera comparé aux données postréfection afin de confirmer l’efficacité du système.