On estime qu’aujourd’hui en France, un litre d’eau potable sur cinq est perdu, soit 20%. La raison principale de cette déperdition : les fuites d’eau sur les réseaux d’adduction.
Contre toute attente, le dernier rapport de la Fédération Professionnelle des Entreprises de l’Eau (FP2E) daté de 2019 indique que si le rendement des réseaux d’adduction a progressé au cours des années 2000, il se situe désormais autour de 80% avec un taux de fuite constant de 20% depuis 2012.
Autrement dit, les bonnes pratiques en matière de gestion du patrimoine d’adduction n’ont pas permis de réduire les fuites durant cette période.
Comment détecter une fuite sur une canalisation enterrée : les méthodes traditionnelles
La détection acoustique et la corrélation
Le plus souvent, les chercheurs de fuites pratiquent plutôt la détection sonore, en écoutant la canalisation. Sous pression, l'eau qui s'échappe génère un bruit caractéristique qui se propage le long de la conduite. Des micros de contact, hydrophones ou géophones captent ces vibrations. La corrélation acoustique consiste à placer deux capteurs à distance l'un de l'autre et à calculer le point exact de la fuite grâce au décalage temporel du signal. Cette technique non destructive reste la plus répandue et la plus efficace sur les réseaux métalliques.
L'injection de gaz traceur
Lorsque l'écoute ne suffit pas, notamment sur les canalisations en matière plastique qui atténuent le son, en cas de manque de points d'écoute ou lorsque la fuite est noyée, on injecte dans la canalisation un gaz traceur, le plus souvent un mélange d'azote et d'hydrogène (l'hélium est également utilisé). La canalisation doit au préalable être isolée à l'aide de plaques ou de vannes étanches et disposer d'un point d'injection muni d'un raccord spécifique.
Une fois le gaz mis en pression dans la conduite, les particules d'hydrogène remontent à la surface par la faille ; un détecteur de gaz les repère, et la fuite est localisée précisément en fonction de la concentration d'hydrogène relevée dans la zone exacte de la fuite. Cette méthode, décrite dans l'article des Echos, est particulièrement utile en zones urbaines denses ou sur de longs linéaires.
Les chiens renifleurs
Des chiens spécialement dressés détectent les émanations de chlore présentes dans l'eau potable qui remontent à la surface. Cette approche, fondée sur la détection du chlore par les chiens, se révèle performante en zones rurales et sur les réseaux avec des canalisations en matière plastique. Elle complète efficacement les méthodes acoustiques lorsque les points d'écoute sont rares.
Les technologies non destructives les plus récentes
La thermographie infrarouge
Les caméras thermiques repèrent les variations de température liées à l'humidité du sol ou à l'eau qui s'échappe. Elles sont utiles en surface mais restent limitées par la profondeur des canalisations et les conditions météorologiques.
L'endoscopie et l'inspection vidéo
Des caméras sont introduites dans les conduites pour visualiser l'état intérieur, repérer les fissures, les dépôts ou les points de fuite. Cette technique permet un diagnostic précis sans ouverture de tranchée.
Les robots autonomes
Des robots comme le Pathfinder d'Acwa Robotics se déplacent à l'intérieur des canalisations sous pression. Équipés de caméras, de lidars et de capteurs, ils cartographient en 3D l'état des parois, mesurent l'épaisseur résiduelle et localisent les anomalies sans interrompre la distribution. Ces systèmes offrent une inspection fine sur des tronçons difficiles d'accès.
Les capteurs connectés et l'intelligence artificielle
Pour repérer les fuites invisibles, notamment la nuit, certains opérateurs mettent en place un système de surveillance continue basé sur l'analyse comparative des débits d'eau dans les canalisations en temps réel : une fuite se traduit par un débit anormalement plus important. Cette surveillance repose sur des appareils spécifiques, les débitmètres à ultrasons, de petits capteurs solides et faciles à installer dans les puits existants moyennant peu de travaux.
Installés en différents points du réseau, ils regroupent dans un même boîtier un accéléromètre, qui détecte et mesure les vibrations de la canalisation générées par le bruit de la fuite, et un module de communication qui transmet les données via une connexion 3G vers un poste de contrôle, pour un suivi en temps réel de l'état du réseau. L'intelligence artificielle analyse ensuite ces données pour distinguer une fuite d'un bruit parasite et anticiper les zones à risque, faisant passer la gestion du réseau d'une logique curative à une logique prédictive.
Méthode par prélocalisateurs
Des appareils sont installés en contact direct avec la canalisation, au niveau des vannes, en vue d’un enregistrement la nuit. Les capteurs ne détectent alors que les bruits générés par les fuites sans intervention de bruits parasites extérieurs liés à l’activité humaine. L’enregistrement nocturne est ensuite analysé. Il en ressortira des zones suspectes à inspecter par la méthode acoustique. La flotte d’appareil est ensuite déployée sur une autre zone à inspecter.
Combien coûte une recherche de fuite et qui la réalise sur un réseau ?
Sur un réseau AEP, la recherche de fuite est réalisée par les opérateurs (Veolia, Suez, Saur) ou par des entreprises spécialisées en canalisations et détection non destructive, souvent pour le compte des collectivités ou syndicats des eaux. Les coûts varient fortement selon le linéaire inspecté, la technique employée et la complexité du terrain.
Une campagne acoustique ou par gaz traceur peut représenter plusieurs centaines à plusieurs milliers d'euros selon l'échelle. L'installation de capteurs permanents constitue un investissement plus lourd, mais amorti par la réduction des pertes. Les particuliers n'interviennent pas sur le réseau public : en cas de suspicion de fuite, il faut contacter le service des eaux de la collectivité.
État des lieux des fuites d’eau en France
Le taux de fuite, c’est-à-dire le rapport entre volume d’eau introduit dans le réseau de distribution et le volume d’eau consommé, est donc de l’ordre de 20% en France. En comparaison avec les chiffres de l’étranger, la France (incluant les DOM) est plutôt bonne élève.
Chaque année, un total colossal de 1 300 milliards de litres d’eau sont perdus dans la nature soit l’équivalent de 430 000 piscines olympiques.
L’étude publiée en 2019 par la FP2E prend pour exemple nos voisins : le Royaume-Uni dont le taux de fuite est de 21%, la Belgique (27%) ou l’Italie (38%).
L'amélioration du taux de rendement jusqu'en 2000 a permis de limiter les dégâts et d'économiser 1,1 milliard de mètres cubes d'eau potable par an, malgré une augmentation de la population de 4,5 millions d'habitants.
Paradoxalement, en raison de la raréfaction de la ressource, il est bon de rappeler que les risques de pénurie d’eau sont craints par 67% des Français en 2019, contre 44% en 2000, signe que la question de l’eau reste un sujet prédominant pour nos concitoyens.
Pour rappel, l’objectif national fixé par la loi Grenelle II de 2010, visait un taux de fuites limité à 15 % de l’eau produite.
Selon les données de l’Office national de l’eau et des milieux aquatiques (Onema), le magazine indique qu'un quart des préfectures françaises affichent un taux de fuites d’eau au-dessus de 25 %. Paris est à plus de 8 % de taux de fuites, Lyon 17 %, Marseille 15 %, Toulouse 11 %, Lille 18 %, Bordeaux 15 % et Nice 19 %.
Selon le rapport de la FP2E, le rendement pour les villes de moins de 10.000 habitants est inférieur à 58%. C’est donc dans ces communes rurales que l’effort d’économie et de rénovation doit être porté en priorité, bien que le débit d’eau qui y circule et y fuite soit bien moindre que dans les grandes agglomérations.
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Quelles sont les raisons de ces fuites d’eau sur le réseau AEP ?
Selon 60 millions de consommateurs, il faudrait investir 1,5 à 2 milliards d’euros par an pour réaliser les travaux nécessaires à une amélioration notable du rendement du réseau. C’est deux fois que ce qui est mis sur la table aujourd’hui.
Selon les derniers chiffres du rapport FP2E/BIPE de 2019, le taux de renouvellement du réseau d’eau potable est en moyenne de 0,5% depuis 2009, alors que l’objectif visé lors des Assise de l’eau en 2018 était de 1%.
La longueur des réseaux publics de distribution d’eau en France est estimée à 906 000 kilomètres.
Les performances du réseau AEP dépendent de nombreux facteurs :
- l’âge des conduites
- les matériaux utilisés
- les modalités de pose
- les vibrations
- la topographie
- la typologie des sols
En France, c’est surtout le vieillissement des canalisations qui est la principale cause des fuites d’eau. Les tuyaux en fonte grise, matériaux fragiles et cassants, étaient principalement utilisés pour les conduites installées jusqu’au début des années 1960. Ils représenteraient encore 9% de la totalité du réseau et font l’objet d’un renouvellement prioritaire.
Le renouvellement prioritaire concerne aussi les canalisations en amiante qui représentent encore 2,3% du réseau en 2017 soit l’équivalent d’un peu moins de 12 000 km.
De façon générale, les tubes à emboitement (quel que soit le matériau du tuyau et ses joints) sont également source de fuites.
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Quel est le coût du renouvellement des canalisations et conduites d’eau ?
Une étude de l’organisme Educagri propose une analyse des coûts des opérations sur les réseaux d’eau potable. Cette analyse se base sur les données issues des opérations financées par l’agence de l’eau sur les réseaux d’eau potable, de 2013 à 2016 et sur un échantillon de 238 projets recensant 1 216 tronçons de canalisations d’eau.
Selon le document, une opération de renouvellement ou de réparation coûte en moyenne 198 100 € HT par projet. Il existe bien sûr une grande disparité des montants des projets autour de cette moyenne.
Le coût de réparation du mètre linéaire (ml) est en moyenne de 315 € / ml pour les linéaires posés de moins de 250 mètres, de 207 € / ml pour les linéaires compris entre 250 et 750 mètres et de 145 € HT / ml pour les linéaires supérieurs ou égaux à 750 mètres.
Le coût au ml des opérations est 1,3 fois plus élevé en milieu urbain (176 € HT) qu’en milieu rural (134 € HT).
Le renouvellement des conduites d'eau permet de réduire les fuites et la surconsommation. Cela entraîne une baisse de la consommation, à relever sur le compteur, ce qui diminue le besoin d'appeler des plombiers et réduit la facture d'eau.
Pourquoi les conduites d’eau se corrodent-elles ?
Selon cette analyse sur la modélisation de la corrosion des conduites d’eau, la corrosion est un des principaux processus qui contribuent à la rupture des conduites d’eau potable en fonte. L’épaisseur de la paroi d’une conduite qui se corrode diminue dans le temps et se fragilise. Elle perd sa capacité de supporter la pression environnante et se rompt.
La fonte est différente de l’acier, car elle contient plus de carbone (> 2 %) et de silicium (> 1 %) qui la rend moins chère à produire que l’acier. En raison de cette teneur élevée en carbone, du graphite se forme dans la microstructure de l’alliage sous forme de paillettes (fonte grise) ou de nodules (fonte ductile) selon les cas.
Un processus appelé corrosion graphitique ou graphitisation se produit sur les fontes non alliées exposées à des eaux moyennement acides ou douces. Les eaux présentant une faible teneur en hydrogène sulfuré favorisent aussi la graphitisation.
Au même titre que la fonte, l’acier nu se corrode. C’est pour cette raison que Oryx Eleven ne pose que de l’acier revêtu intérieur et extérieur. Contactez notre entreprise pour recevoir des tuyaux en acier revêtu.
Quel est l’impact du sol sur la prévalence des fuites d’eau ?
Les caractéristiques du sol ont une influence importante sur la détérioration des réseaux d’eau. Parmi les caractéristiques qui influencent le plus la résistance de la fonte, citons notamment :
- la résistivité du sol : plus elle est faible, plus le sol est agressif car cela permet un déplacement facile des charges, donc un flux de courant plus élevé entre les sites de potentiels différents.
- le Ph du sol : la plupart des sols possèdent un pH de 4 à 8. Quand le pH est inférieur à 4 ou supérieur à 8,5, le sol devient plus corrosif.
- le potentiel d’oxydoréduction : il est lié au degré d’aération du sol. Des niveaux très faibles ou négatifs de
potentiel redox indiquent que le sol est anaérobique et qu’il peut favoriser la présence de bactéries réductrices de sulfates. - le taux d’humidité relatif : la quantité d’eau contenus dans le sol augmente sa corosivité. Les changements du
taux d’humidité dans le temps peuvent également influencer la corrosion. - l’homogénéité et la taille des particules du sol
- la présence de courants vagabonds
L’ensemble de ces paramètres permet de construire un indicateur composite appelé TAS (taux d’agressivité du sol) qui est un système de pointage qui consiste à assigner des points à chacune des propriétés du sol. Si la valeur totale du TAS est supérieure à 10, le sol est alors considéré comme corrosif pour les conduites en fonte.
Quelles autres solutions pour limiter les fuites d’eau sur le réseau AEP ?
Les deux leviers d’action pour éviter les fuites AEP sont la surveillance et le renouvellement des canalisations. C’est un enjeu capital pour les collectivités locales que ce soit sur le plan sanitaire, environnemental ou économique.
L’acier : la solution fiable contre les fuites
Grâce à sa robustesse, l’acier s’impose comme un choix idéal pour les terrains instables ou sujets aux inondations. Les canalisations en acier soudé offrent une résistance durable, même dans des environnements susceptibles de déstabiliser les conduites.
Avec un revêtement tri-couche, les tubes en acier garantissent une étanchéité impeccable, une résistance aux chocs et une protection efficace contre les courants vagabonds, tout en supportant des pressions élevées. Durable et performant, l’acier reste l’allié des réseaux d’eau sécurisés.
Comment anticiper et quels réflexes à adopter en cas de fuite ?
Une gestion plus fine de la pression d’eau dans les canalisations permet de prévenir l’apparition de fuites d’eau. En effet, la pression de l’eau dans le réseau est supérieure à celle nécessaire au seul besoin d’alimentation en eau potable. Problème : la pression de l’eau a une influence directe sur le débit des fuites et contribue à l’usure prématurée des canalisations et des branchements.
La gestion de pression consiste à mettre en place des vannes de gestion de pression en entrée d’un secteur isolé du reste du réseau. Cette vanne permet de moduler la pression d’eau selon divers scénarios : consigne fixe dans le temps, horodatage des consignes…
Une autre solution, basée sur l’analyse prédictive, a été mise en oeuvre par la Lyonnaise des eaux. Elle a ainsi développé un modèle de prévision des casses pour planifier le renouvellement des canalisations. Il s’agit d’une prévision statistique du risque de casse en fonction de différents facteurs : âge de la canalisation, matériau, pression, débit… Cet outil informatique permet de limiter les travaux d’urgence et d’anticiper les financements de rénovation en priorisant les interventions.
En région parisienne notamment, un système radiographique a été testé. Il permet de mesurer les attaques de corrosion internes et externes d’une canalisation métallique. Cet outil est basé sur la propagation de champs magnétiques. Son utilisation permet d’anticiper les casses ou les fissures de canalisations.
En savoir plus : comment les réseaux d’eau sont-ils gérés ?
Une des clefs pour améliorer la gestion des réseaux AEP est d’exploiter la puissance du Big Data pour effectuer un suivi en temps réel de la qualité de l’eau et du réseau. La même logique peut être appliquée aux réseaux d’eaux usées.
Des millions d’octets de données informatiques peuvent être collectées et structurées via un système d’information adapté. Il se compose de nombreux capteurs disposés en des points névralgiques sur le réseau d’eau potable. Cette analyse permet d’anticiper les pannes, les fuites et donc de permettre au service public de réaliser des économies d’eau conséquentes.
✔︎ Lire notre analyse sur l’utilisation du Big Data pour améliorer la gestion AEP