Recherche et détection des fuites d’eau sur réseau AEP

Publié le 16 octobre 2020

En France, le réseau d’adduction en eau potable (AEP) est estimé à 878.000 km de canalisations. Le réseau, qui se compose de canalisations mais aussi de vannes, coudes, regards permet d’acheminer 5,5 milliards de m3 d’eau potable.

Les canalisation sont majoritairement en PVC (40%) mais certaines sont encore en fonte grise (21,7%), en fonte ductile (19,6%) ou encore en amiante-ciment (4,2%). Seulement 2% du réseau est en acier, un matériau pourtant longue durée et réputé pour sa résistance aux fuites.

Selon une étude publiée en 2019 par la Fédération des Entreprises de l’Eau (FP2E), le taux de fuite d’eau, rapport entre volume d’eau introduit dans le réseau de distribution et le volume d’eau consommé, est de 20% en France. Autrement dit, un litre sur 5 est perdu soit plus de 1 milliard de m3 par an.

Pourquoi le réseau d’eau potable fuit-il ?

Les causes des fuites d’eau des réseaux AEP sont nombreuses et variées :

  • corrosion des tuyaux aussi bien intérieure qu’extérieure
  • tassements et déformations des terrains
  • usure des joints entre les canalisations
  • fragilité des points de piquage des branchements individuels sur le réseau public.

La région Ile-de-France est par exemple fortement exposée aux risques de mouvements de terrain en raison du phénomène de retrait-gonflement des sols argileux et/ou à la présence de cavités souterraines provoquées par exemple par la dissolution du gypse ou de la craie. Une éventuelle fuite peut de surcroit conduire à une déstabilisation accélérée du terrain et occasionner de nouvelles fuites plus importantes.

On estime que 10% des canalisations ont plus de cinquante ans, 45 % en ont plus de trente.

Quelles 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, une solution anti-fuite durable

L’acier est reconnu pour sa longévité et sa résistance même sur terrain mobile. Une canalisation en acier soudé autorise la pose dans des sols instables ou inondables qui présentent le risque de déstabilisation de l’environnement de la conduite.

Un tube en acier revêtu assure une étanchéité parfaite et durable de la canalisation d’eau ainsi qu’une grande résistance à la pression. Le revêtement tri-couche présente une excellente résistance aux chocs et au poinçonnement et une haute rigidité diélectrique constituant une barrière efficace et durable face aux courants vagabonds.

Surveillance du réseau d’eau en continu

Sur un réseau de canalisation qui présente un risque de fuite, une solution innovante consiste à mettre en place un système de surveillance en continu qui permet de détecter de façon réactive les fuites, en particulier pendant la nuit.

Ce système se base sur l’analyse comparative des débits d’eau dans les canalisation en temps réel. Les fuites entraînent en effet des débits plus importants. La surveillance continue du réseau est effectuée avec des appareils spécifiques appelés “débitmètres à ultrasons”. Ces appareils peuvent être installés avec peu de travaux.

Ces petits capteurs à ultrasons sont à la fois solides et faciles à monter dans les puits existants. Ils sont installés en différents points du réseau d’eau et les valeurs mesurées sont transmises à un poste de contrôle via une connexion 3G. Le capteur regroupe dans un boitier, un accéléromètre qui permet de détecter et mesurer les vibrations de la canalisation générées par le bruit de la fuite et le module de communication qui assure la transmission des données vers le système d’information.

Comment localiser une fuite d’eau sur le réseau d’eau potable ?

Une fois l’existence d’une fuite d’eau acquise, il convient de trouver l’endroit précis de la rupture. Pour se faire, on distingue 3 méthodes principales.

Méthode acoustique

Les méthodes acoustiques permettent de localiser une fuite d’eau sur les réseaux d’eau sous pression grâce au bruit parasite généré par l’écoulement de l’eau. Une fuite d’eau émet un bruit particulier qui varie en fonction de son débit, la pression de service, la nature du sol, le type de canalisation, la forme et la taille de la cassure etc.

Une fois la zone de fuite identifiée, le bruit est analysé par ordinateur via un algorithme qui en déduit l’emplacement potentiel de la fuite à quelques centimètres près.

Méthode par gaz traceur

Cette méthode de recherche de fuite consiste à introduire un gaz constitué d’azote et d’hydrogène dans la canalisation puis à détecter ses résurgences au niveau du sol avec un détecteur de gaz.

Cette approche est une alternative performante quand les méthodes acoustiques atteignent leurs limites en raison d’un manque de points d’écoutes ou lorsque les fuites sont noyées. La canalisation doit être au préalable, 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 en pression dans la canalisation, les particules d’hydrogènes sont détectée en surface et la fuite est localisée précisément en fonction de la concentration d’hydrogène dans la zone de résurgence.

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.

Comment anticiper et prévenir les fuites ?

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.

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