Résoudre une crise de contamination au Canada

Ce qui avait commencé par des signalements de problèmes de goût et d’odeur s’est rapidement transformé en une situation urgente touchant l’eau potable, rendue encore plus complexe par l’emplacement éloigné d’Iqaluit dans l’Arctique.

Intervenir face à une crise de l’eau potable dans une communauté éloignée

Iqaluit, qui compte environ 7 500 résidents, possède un système d’approvisionnement en eau unique en raison de son réseau de distribution aérien sous coffrage utilisé pour prévenir le gel des canalisations en hiver. Une intervention en cas de contamination potentielle dans cet environnement présentait des défis logistiques et opérationnels particuliers.

L’éloignement de la communauté, les effets persistants de la pandémie et les fortes tempêtes hivernales qui menaçaient d’interrompre les opérations essentielles pendant plusieurs jours signifiaient que les responsables devaient rapidement identifier la source de la contamination. Par mesure de précaution, l’administrateur en chef de la santé publique a émis un avis de non-consommation de l’eau, et les responsables se sont mis au travail afin de trouver la source et de déterminer l’étendue de la contamination.

Identification de la source de contamination par les hydrocarbures

L’enquête devait d’abord répondre à deux questions essentielles : quel contaminant se trouvait dans l’eau et d’où provenait-il? Aquatic Life Ltd., un chef de file des solutions de surveillance de la qualité de l’eau, a collaboré avec une équipe d’ingénieurs de WSP Canada pour identifier la source de la contamination.

Pour ce faire, les chimistes d’Aquatic Life et de WSP ont utilisé un spectromètre s::can de Badger Meter étalonné pour mesurer les hydrocarbures pétroliers. La micro::station, équipée d’un spectromètre en ligne (spectro::lyser V3), a assuré une surveillance continue de la contamination par les hydrocarbures, tandis que les étalonnages personnalisés ont permis une analyse et une détection précises des contaminants dans l’eau brute.

La surveillance a finalement ramené l’enquête à la station de traitement de l’eau. Un réservoir de carburant souterrain qui fuyait a été identifié comme la source de la contamination, le carburant se diffusant à travers le béton et pénétrant dans les réservoirs d’eau de la station.

Les ingénieurs de WSP ont rapidement contourné les réservoirs d’eau contaminés et ont mené une campagne de rinçage à l’échelle du réseau, ce qui a permis d’enrayer la contamination. La combinaison de la surveillance en ligne de la qualité de l’eau et de la détection personnalisée des hydrocarbures a aidé Aquatic Life et WSP à intervenir rapidement lors de cette crise de santé publique et à améliorer le contrôle du procédé.

Surveillance en ligne pour une intervention plus rapide en cas de contamination

L’identification de la source a permis de résoudre le problème immédiat, mais l’enquête a également mis en évidence une limite importante : la rapidité avec laquelle le service d’eau pouvait évaluer l’évolution des conditions de qualité de l’eau.

Avant le déploiement de la solution de surveillance de la qualité de l’eau de Badger Meter, un laboratoire indépendant pouvait prendre jusqu’à une semaine pour communiquer les résultats des analyses effectuées sur les échantillons prélevés à la station de traitement de l’eau. Le service de l’eau et les résidents d’Iqaluit devaient donc se fier à des données sur la qualité de l’eau pouvant dater d’une semaine. Lors d’un épisode de contamination en cours, ce délai compliquait l’évaluation des conditions actuelles et la détermination du moment où une intervention pouvait être nécessaire.

La mise en place d’un spectromètre en ligne a fourni à la Ville d’Iqaluit des données sur la qualité de l’eau en temps quasi réel, favorisant une intervention plus rapide en cas de contamination potentielle par les hydrocarbures.

Le personnel des opérations peut prélever un échantillon à n’importe quel endroit du réseau de distribution et obtenir des résultats immédiats, ce qui réduit la dépendance à l’égard de laboratoires tiers et raccourcit le délai nécessaire pour identifier les conditions pouvant exiger une intervention. Au cours de l’enquête sur la contamination, 500 échantillons ponctuels ont été analysés.

Ces échantillons ont fourni des informations essentielles sur différents procédés et conditions du réseau, et les données recueillies ont servi à constituer une vaste base de données. Combiné à la surveillance en ligne, cet important effort d’échantillonnage a permis d’obtenir une vision plus claire des conditions de qualité de l’eau tout au long de l’enquête.

Élargissement de la surveillance à l’ensemble du procédé de traitement

À mesure que la crise immédiate était maîtrisée, l’attention s’est étendue au-delà de la détection des hydrocarbures. L’épisode de contamination a entraîné un examen plus approfondi de la façon dont la qualité de l’eau était surveillée tout au long du procédé de traitement. Les ingénieurs ont ajouté des points de surveillance et remplacé des systèmes existants afin d’améliorer la visibilité dans l’ensemble de la station.

Aujourd’hui, des micro::stations sont utilisées à l’entrée de la station et à la sortie finale de l’eau traitée, ainsi qu’à un point de surveillance situé avant le réservoir afin d’améliorer le contrôle du procédé.

Une boucle d’écoulement secondaire a été intégrée à la station d’eau traitée pour mesurer les concentrations de chlore avant et après le réservoir. Plusieurs chlori::lysers sont également utilisés pour surveiller le contrôle du chlore et les concentrations résiduelles dans le réseau de distribution.

Ensemble, ces points de surveillance offrent une meilleure visibilité de la qualité de l’eau tout au long du traitement et jusque dans le réseau de distribution. Les stations de surveillance en ligne transmettent les données de façon transparente aux systèmes SCADA et aux automates programmables, permettant l’accès à distance, le contrôle du procédé, les alarmes et le soutien aux opérations.

Outre la surveillance des hydrocarbures, les systèmes assurent également le suivi de paramètres tels que la turbidité, la couleur, le chlore, la transmittance UV (UVT), l’UV254, le pH, le fluorure, la température, les matières organiques et les alarmes spectrales. Ensemble, ces mesures offrent une vision plus complète de la qualité de l’eau brute, du rendement du traitement et de la qualité de l’eau dans l’ensemble du réseau de distribution, tout en favorisant la conformité réglementaire.

Surveillance de la qualité de l’eau à l’entrée de la station (à gauche) et à la sortie de la station (à droite) à Iqaluit, au Nunavut.

Étalonnages personnalisés pour la détection des hydrocarbures

Bien que la surveillance en ligne ait permis d’accéder plus rapidement aux données sur la qualité de l’eau, les étalonnages personnalisés mis au point au cours de l’enquête initiale ont fourni un niveau d’information supplémentaire sur les contaminants précis qui affectaient l’eau.

L’un des éléments clés du projet consistait à développer des algorithmes très sensibles avec des étalonnages personnalisés fondés sur les données des échantillons, en utilisant une longueur de trajet optique accrue afin d’améliorer la détection des hydrocarbures. Cette analyse personnalisée de l’empreinte des hydrocarbures a permis d’identifier des similitudes entre les échantillons et de repérer des sources potentielles de contamination.

Cette analyse des empreintes a été utilisée pour distinguer différents types de contamination, réduire les faux positifs et identifier avec précision la source de la contamination. En réponse, WSP a travaillé avec la Ville pour retirer le contaminant et le réservoir de carburant qui y était associé.

Seulement trois mois plus tard, ces étalonnages personnalisés se sont de nouveau révélés utiles. Un autre épisode de contamination a été détecté grâce aux étalonnages personnalisés du spectromètre. Cette fois, l’empreinte des hydrocarbures était différente. Le contaminant était un hydrocarbure plus lourd dont la présence a été retracée jusqu’à un produit d’étanchéité du béton utilisé à l’origine lors de la construction d’un réservoir qui s’était depuis détérioré.

Comme ce second épisode a été détecté rapidement, l’équipe d’ingénierie a pu intervenir avant qu’il n’entraîne une nouvelle interruption généralisée du service. L’équipe a mis en place une conduite de dérivation dans la station, ce qui a permis d’éviter une autre interruption de service à grande échelle.

« Il y avait beaucoup d’inconnues au début de la crise », a déclaré Steven Simpson, chef de projets et des solutions chez Aquatic Life Ltd. « Le spectro::lyser nous a fourni des informations en temps réel pour prendre des décisions, rétablir l’approvisionnement en eau et protéger la station à l’avenir. Somme toute, il s’agit d’un modeste investissement pour protéger le public, et nous sommes heureux de voir que d’autres stations ont depuis adopté cette technologie. Tout au long du projet, l’équipe de Badger Meter a fourni un soutien exceptionnel aux équipes d’Aquatic Life et de WSP grâce à des algorithmes personnalisés et à son soutien technique. »

Favoriser la qualité de l’eau potable à long terme

Ce qui avait commencé comme une intervention d’urgence face à un contaminant inconnu a finalement mené à une approche plus complète de la surveillance de l’eau potable d’Iqaluit. La technologie qui a aidé les enquêteurs à identifier la source initiale de contamination joue maintenant un rôle dans la surveillance continue de la qualité de l’eau.

Aujourd’hui, des analyses hebdomadaires visant à détecter les hydrocarbures pétroliers dans l’eau, à l’aide de 11 paramètres différents—ainsi que tous les autres contrôles et analyses quotidiens et hebdomadaires de la qualité de l’eau exigés par la législation—ont contribué à rétablir la confiance des consommateurs envers l’approvisionnement en eau d’Iqaluit.