Digitalisation du secteur de l’eau - 1 décembre 2022

2
Programme
• 09h15 Mot de bienvenue - Cluster H2O / INFOPOLE Cluster TIC
• 09h20 L'acquisition de données dans le secteur de l'eau, tour d'horizon des champs
d'application - Thierry Coutelier, SIRRIS
• 09h40 Choisir et déployer une solution IoT évolutive : importance, critères et potentiel - Lotfi
Guedria, CETIC
• 10h10 Cas d'application sur la chaîne de valeur de l'eau
• Nouveaux outils de surveillance du risque microbiologique dans les ressources aquatiques -
Jean-Baptiste Burnet, LIST
• H2O - du capteur au cloud, les outils modernes - Robert Janclaes, JUMO
• Recherche de fuites sur les réseaux d’eau potable via satellite - Anaïs De Moor, EVODIS
• 11h10 Q/A
• 11h20 Présentation et visite du laboratoire de recherche hydraulique du SPW
• 12h30 Lunch networking

Acquisition de données dans le
secteur de l’eau
THIERRY COUTELIER - SMART PRODUCTS SENIOR EXPERT
DIGITAL SERVICESTEAM

3 21/12/2022
©SIRRIS • CONFIDENTIAL •
Le secteur de l’eau en Wallonie c’est :
• 159 millions de m3 d’eau de distribution consommés.
• 380 millions de m3 d’eau produits.
• 28.000 contrôles de potabilité de l’eau par an.
• 40.600 km de canalisations d’eau potable, et environ 18.000 km de raccordements.
• 18.150 km d’égouts et de collecteurs.
• 436 stations d’épuration collectives.
• 330 millions de m3 d’eaux usées traitées.
• 51900 tonnes de boues issues de l’assainissement des eaux usées valorisées (2020).
• 1500 millions de litres d’eau en bouteille consommée en Belgique en 2017
Potentiel “data” dans le secteur de l’eau
SOURCE : HTTPS://CLUSTERS.WALLONIE.BE/FEDERATEUR/FR/NEWS/LANCEMENT-DU-CLUSTER-H2O-UN-NOUVEAU-CLUSTER-WALLON-AU-SEIN-DE-TWEED-ENTIEREMENT-DEDIE-AU

4 21/12/2022
- Mesurer / évaluer
- Eau (au sens large)
- Actifs/équipements liés
- Agir
- Prévenir
- Activer une stratégie d’économie
circulaire
- …
- Stocker
- Modéliser/prédire (jumeau numérique, IA,…)
Objectifs de l’acquisition de données

5 21/12/2022
- Réseaux publics d’assainissement (gestion des réseaux, stations de
pompages, déversoirs d’orage, stations d’épuration, cadastre des
égouts,…)
- Réseaux publics d’eau potable (gestion des captages, production
d’eau potable, distribution, recherche de fuites,…)
- Eaux souterraines (suivi des nappes)
- Eaux de surface (mesures sur les cours d’eau, lacs/étangs, gestion
des barrages, stations hydroélectriques, station de pompage-
turbinage (ex : Coo))
- Eaux de pluie (pluviométrie, réutilisation, traitement, gestion des
citernes,…)
- Industrie (gestion de différentes sources d’eau, suivi et
optimisation des consommations, suivi de la qualité, eau de
refroidissement)
- Agriculture (irrigation, …)
- Pisciculture
- Piscines
Où et comment obtenir les données ?
Périphériques existants (connectés ou non)
Capteurs externes
API (SIG, open data, …)

6 21/12/2022
Comment créer, délivrer et capturer de la valeur ?
 « Smart Products Scenarios »
Innovation assortie de challenges :
■ Maturité des technologies mises en œuvre
■ Capteurs (fiabilité, coût,…)
■ Connectivité (environnement - mobilité)
■ Consommation énergétique (autonomie)
■ Encapsulation (intégration)
IoT dans le secteur de l’eau

7 21/12/2022
Cas d’utilisation Smart Products
Process automation
Performance optimization
Quality control of
product output
Maintenance
Remote
monitoring
& control
Cost reduction
Productivity
Resource
efficiency
Compliance

8 21/12/2022
Les Smart Products créent de la valeur business
8
Integrated solutions
Efficiency gains
Servitization
Improved
offerings
Support employees
Customer
bonding
Increase
revenues
Valorizing
product data
Cost
reduction

9 21/12/2022
Smart Products Scenarios
Product Service
Data
value-added
offering
Digital user interface
Smart
autonomy
Enabling
platform
Connected to
ecosystem
Provisioning,
Commissioning,
Maintenance service
Digital access
to product data
Improve market
knowledge
Improve product
requirements
Prove product quality
Optimization
service
Service to 3rd
parties based
on data
Service based on
product data
Personalize the
configuration
Estimate future performance
Commissioning based on
remote calculations
Warn about
unintended use
Remotely restrict product use
User community
Predictive maintenance
Scenario
D
i
f
f
e
r
e
n
t
i
a
t
i
n
g
f
u
n
c
t
i
o
n
P
r
o
d
u
c
t
-
r
e
l
a
t
e
d
s
e
r
v
i
c
e
s
D
a
t
a
-
r
e
l
a
t
e
d
s
e
r
v
i
c
e
s
S
u
p
p
o
r
t
i
n
t
e
r
n
a
l
p
r
o
c
e
s
s
e
s
P
r
o
o
f
o
f
v
a
l
u
e
C
u
s
t
o
m
e
r
b
o
n
d
i
n
g
1 Build a digital interface 1
2 Enable personalization by the user 1
3 Adapt or optimize the operation autonomously 1 1
4 Enable digital access to the (pre-processed) data 1 1 1 1
5 Interface with existing product eco-systems 1 1
6 Create a platform to interface with different products 1 1 1
7 Estimate future performance or remaining useful lifetime 1 1 1
8 Aid the provisioning/commisioning or maintenance 1 1
9 Ease the commisioning by remote calculations 1 1
10 Warn about an unintended use 1 1 1
11 Remotely limit or restrict the use of the product (or the resource it controls) 1 1
12 Prove the quality/efficiency 1 1 1 1
13 Build a user community 1 1
14 Offer a service based on the product's data 1 1
15 Enable predictive maintenance 1 1
16 Offer a service to third parties using data from products 1
17 Improve product requirements for future products 1 1 1
18 Improve market knowledge and serve clients better 1 1 1
19 Advise individual users about the optimal use of their product 1 1 1 1

11 21/12/2022
Smart Product innovation

12 21/12/2022
“The meeting point of all the latest skills, technologies and equipment to answer your needs”
Product Development Hub
L’INNOVATION ÀTRAVERS DES PRODUITS PLUS LEGERS, PLUS PETITS, PLUS INTELLIGENTS

13 21/12/2022
Thierry COUTELIER
SMART PRODUCTSSENIOR EXPERT
+32 496 61 01 41
Thierry.Coutelier@sirris.be

www.cetic.be
Centred’ExcellenceenTechnologiesde
l’InformationetdelaCommunication
www.cetic.be
Choisir et déployer une solution IoT évolutive:
Importance, Critères et Potentiel
Digitalisation dans le secteur de l'eau - Acquisition des données
Châtelet le 01/12/2022
Lotfi GUEDRIA
Responsable de département R&D
Systèmes embarqués et communicants

www.cetic.be
Le CETIC
Introduction rapide
2

www.cetic.be
CETIC en quelques mots
3
Centre de recherche agréé par
la Wallonie,
centré sur l’informatique et le
génie logiciel
Centre de recherche agréé par
la Wallonie,
centré sur l’informatique et le
génie logiciel
30 projets R&D
collaboratifs en cours
30 projets R&D
collaboratifs en cours
50 à 70 contrats de
transfert de technologie
par an
50 à 70 contrats de
transfert de technologie
par an
Partenariats avec 150
entités, acteurs recherche
et entreprises, dont environ
la moitié en Europe
Partenariats avec 150
entités, acteurs recherche
et entreprises, dont environ
la moitié en Europe
Localisations:
Aéropole (Charleroi)
A6K (Charleroi)
Localisations:
Aéropole (Charleroi)
A6K (Charleroi)
50 chercheurs
5M€ budget annuel
50 chercheurs
5M€ budget annuel

www.cetic.be
Organisation scientifique et technique
4
Domaines
d’Application
Thèmes
d’Innovation
• Numérique
• Transport & Mobilité
• Industrie
• Santé
• Energie
• Intelligence artificielle
• Cyber Sécurité et Confiance
• Systèmes Plus Autonomes
• Ingénierie de systèmes distribués et CPS
complexes
• Ingénierie et science des données
• Algorithmique et Optimisation
Combinatoire
• Evolutivité des systèmes embarqués et
réseaux IoT
• Cocréation pour le numérique
Société
Expertises
Scientifique &
Technique
Assets et
Plateformes
Technologiques
• DMWAY
• TSorage
• OscaR.CBLS
• FADI
Experts
💡 https://www.cetic.be/innovation-fr

www.cetic.be
Transfert de technologie
• Conseils / Etat de l’art
• Accompagnement méthodologique et technologique
• Preuves de concept / faisabilité technologique
• Composants logiciels génériques basés sur les résultats de
recherche (Assets)
• Utilisés et améliorés au sein de projets de Recherche
• Spécialisés / adaptés aux besoins spécifiques d’entreprises
• Tiers de confiance / référent neutre
5

www.cetic.be
6

www.cetic.be
Sources et destinations des données: diversité, multiplicité
7

www.cetic.be
Une solution IoT évolutive : c’est quoi ?
• Capable de suivre/accompagner au mieux le cycle de vie (d’une solution)
• Évaluation, mise en œuvre, PoC, adoption/intégration, opération
• Offre des mécanismes d’adaptabilité : extensibilité et interfaçabilité
• (Facilement) Ajouter, modifier ou supprimer/remplacer des fonctionnalités
• Pouvoir se développer / grandir de manière maitrisée (Nativement
« scalable »)  complexité sous-contrôle
8

www.cetic.be
9

www.cetic.be
Solution IoT évolutive : Importance
• Gérer la fin de vie de l’existant (legacy)
• Remplacement/migration technologique ou retrofit (mise à niveau)
• Éviter/limiter l’ « enfermement propriétaire »
(vendor lock-in et Technology lock-in)
• Tirer bénéfice des avancées technologiques pour :
• Plus d’efficacité / moins d’inefficacités opérationnelles
• Plus d’économie
10

www.cetic.be
11

www.cetic.be
Une solution IoT évolutive : Critères ?
• Modularité
• Composabilité
• Configurabilité
• Interopérabilité
12

www.cetic.be
13

www.cetic.be
Une solution IoT évolutive : Potentiel
• Créer / permettre / favoriser des synergies cross-sectorielles
• Energie
• Environnement
• Circularité
• Smart-Cities , Smart-Industries
• Décloisonner
• Faciliter / accélérer l’adoption des technologies
• En permettant de les tester et évaluer en conditions réelles
• À côté, en // ou en complément aux systèmes en place
14

www.cetic.be
Sources de données
IoT
Consommateurs de
données IoT
17

www.cetic.be
Sources de données
IoT
Consommateurs de
données IoT
18

www.cetic.be
Modules spécialisés
19

www.cetic.be
Cayenne LPP towards Thingsboard using OneIOTA semantic
… composables, interconnectables sur mesure
20

www.cetic.be
… permettant de construire des instances évoluées de
gestion de données IoT ….. par configuration
21

www.cetic.be
Interfaces, sémantiques de données et connecteurs
supportés et futurs
22

www.cetic.be
CETIC/DMWay – logiciel de gestion avancée de flux de données IoT hétérogènes
modulaire, composable, interfaçable
Modules interconnectables et configurables
Boite à outils de
modules
spécialisés
Objets hétérogènes
connectés
 capteurs / actuateurs
communicant dans
différents protocoles
Data
 Multiplexage
 Standardisation
 Enrichissement
Distribution
 Applicatifs
 Bases de données
 …
https://www.cetic.be/dmway
23

www.cetic.be
linkedin.com/company/cetic
info@cetic.be
+32 71 159 362
twitter.com/@CETIC
twitter.com/@CETIC_be
www.cetic.be
Aéropole
Avenue Jean Mermoz 28
6041 Charleroi - Belgique
Responsable de département R&D
+32 488 238 283
Lotfi GUEDRIA
MERCI
Lotfi.Guedria@cetic.be

Digitalisation du secteur de l’eau : acquisition intelligente des données
1er Décembre 2022
Laboratoire d’hydraulique du SPW, Châtelet
Jean-Baptiste Burnet, LIST
NOUVEAUX OUTILS DE SURVEILLANCE DU
RISQUE MICROBIOLOGIQUE DANS
LES RESSOURCES AQUATIQUES

SOMMAIRE
2
Acquisition intelligente de données sur la qualité microbiologique des eaux
✓ Cas 1 : Contamination fécale des eaux de surface urbaines
✓ Cas 2 : Qualité microbiologique de l’eau potable dans un réseau de distribution
✓ Cas 3 : Prolifération des cyanobactéries dans un lac de barrage
✓ Conclusions et perspectives
✓ Questions-réponses

- Changements globaux augmentent la vulnérabilité des ressources
aquatiques aux contaminants microbiens
- Plans de Sécurité pour l’Eau (OMS): identifier, contrôler et surveiller les
risques microbiologiques de la source au robinet (WHO, 2017).
- Stratégies actuelles: échantillonage ponctuel, fréquence variable, résultats
endéans 24-48h
- Surveillance 2.0 – automatisation, digitalisation

SOMMAIRE
4

- Grande Région de Montréal: eaux de surface comme source d’eau potable
- Vulnérabilité à la pollution fécale (effluents STEP, surverses)
- Suivi automatisé de l’activité glucuronidase (GLUC) à une prise d’eau brute
- Activité GLUC = indicateur biochimique de contamination fécale (E. coli)
- Pas de culture, résultats en 15 minutes
- Mesures aux 2h durant 2.5 ans
Koschelnik et al. 2015
GLUC
Colilert®
(manuel, 18-24h) TECTA™
(semi-automatisé, 2-12h)
ColiMinder®
(automatisé, 15 min)
Cas d’étude 1 - Contamination fécale des eaux de surface

2017 2018
2016 2019
Hiver Été
Printemps
Automne Hiver Été
Printemps
Automne Hiver Printemps
Automne
Pics de contamination:
Des pluies d’automne à la fonte des neiges
Activité
GLUC
(mMFU.100
mL
-1
)

Feb
1
Feb
8
Feb
15
Feb
22
Mar
1
Mar
8
Mar
15
Mar
22
Mar
29
Apr
5
Apr
12
Apr
19
Apr
26
May
3
1.2 Log10
0.7 Log10
~48h
16h
Feb
1
Feb
8
Feb
15
Feb
22
Mar
1
Mar
8
Mar
15
Mar
22
Mar
29
Apr
5
Apr
12
Apr
19
Apr
26
May
3
Impact des pluies et de la fonte des neiges

- Nouvelles stratégies de prélèvement des eaux pour l’étude ciblée
de pathogènes et du risque microbiologique associé
- Exemple: parasite entériques (Cryptosporidium et Giardia) dans
eaux de surface après débordement d’eaux usées non-traitées

SOMMAIRE
9

Cas d’étude 2 - Qualité microbiologique de l’eau potable
Bactosense®
Marquage de l’ADN
Iodure de
propidium
SYBR Green
Intégrité membranaire
Cellules
“mortes”
Cellules
“vivantes”
ColiMinder®
- Réseau d’eau potable au Luxembourg
- Suivi automatisé de l’activité alkaline phosphatase (ALP) et des cellules intactes
- Activité ALP = indicateur de l’activité métabolique de la communauté bactérienne totale
- Cellules intactes = intégrité membranaire comme critère de viabilité des cellules bactériennes
- Mesures horaires durant 15 à 50 jours

Cas d’étude 2 - Qualité microbiologique de l’eau potable
Changement de régime 27 Mars à 7h00
→ Changement de dynamique des cellules intactes
→ Activité ALP moins réactive
→ Pas de lien apparent avec germes totaux
→ Cellules intactes et turbidité - même dynamique
Germes totaux

SOMMAIRE
12

Cas d’étude 3 - Prolifération des cyanobactéries
Moselle (2019)
Moselle (2018)
Weiswampach (2018)
Lac Haute-Sûre (2018)
- Eaux récréatives de plus en plus impactées par les cyanobactéries au Luxembourg
- Surveillance des cyanobactéries au LIST depuis années 2000, Directive 2006/7/EC Eaux de baignade
- Plan d’alerte national cyanobactéries

- Déploiement de nouvelles technologies pour automatiser le suivi et augmenter la couverture
spatio-temporelle d’acquisition de données
Aile volante Ebee
Senseurs in situ
Surveillance intégrée
Hélicoptère Police
Appareils photo
automatiques

24 octobre
09 octobre
21 juillet

12 oct 2019 15 oct 2019
Caméra RGB
Multi-spectrale
Thermique

SAMBAT multi-parameter probes, NKE Instrumentation
2
1
Rommwiss
Därend
T°
pH
O2
phyco
Chl a
Turbidité

Aile volante Ebee
Senseurs in situ
Surveillance intégrée
Hélicoptère Police
Appareils photo
automatiques
Suivi opérationnel
Recherche scientifique

Hebdomadaire 5 jours 30 minutes 1 minute
Fréquence de mesure
Survol lac
Sentinel-2
Appareils photo
automatiques
Bouée avec senseurs
Labo + analyses in situ
Entire lake
2 sites 2- 6 sites
Couverture spatiale

SOMMAIRE
24

Conclusions et perspectives
- Suivi automatisé, en ligne et à haute fréquence de la qualité microbiologique des eaux permet:
- Meilleure compréhension des dynamiques spatio-temporelles fines
- Caractérisation de la vulnérabilité du système étudié aux contaminants microbiens
- Élaboration de nouvelles stratégies de prélèvement ciblées
- La surveillance intégrée d’une ressource aquatique telle que le Lac de la Haute-Sûre vise à:
- Meilleure compréhension de l’apparition des efflorescences de cyanobactéries et de leurs
dynamique à traves la collecte d’informations complémentaires
- Sélection des outils les plus appropriés pour un suivi opérationnel de la ressource
Perspectives
- Application d’outils de traitement des données innovants pour extraire l’information pertinente
- Comparaison bénéfice-coût des différents outils de suivi intégré des cyanobactéries
- Implication des citoyens dans le processus d’acquisition de données

Remerciements
Dr Henry-Michel Cauchie, Dr Christian Penny, Dr Louise Hock, Delphine Collard, Cécile Walczak (LIST)
Prof. Sarah Dorner, Prof. Michèle Prévost, Dr Émile Sylvestre, Dr Mounia Hachad (Polytechnique
Montreal)
Prof. Pierre Servais (Université Libre de Bruxelles)
Dr Isabelle Kolber, Julia Haagen, Georges Kraus (SEBES)
Financements
Contact
Jean-Baptiste Burnet, PhD
Associé R&T
Luxembourg Institute of Science and Technology
jeanbaptiste.burnet@list.lu
@JB_Burnet
Jean-Baptiste Burnet

Gas, water, electricity and telecom systems
Recherche de fuites sur les réseaux d’eau via
satellite
01-12-2022 – Anaïs De Moor

EVODIS
EVODIS
GAZ
…
ELECTRICITE
….
EAU
…
DETECTION DE
FUITE
ACOUSTIQUE
SATELLITE
HYDROGENE (H2)

ASTERRA

TECHNOLOGIE ASTERRA
Eau
potable
Eau usée
Route,
Rail,
Barrage,
Digue, …
Domaines d’application

TECHNOLOGIE ASTERRA
Solution
MasterPlan : Gestion du réseau d’eau potable ou usée
Recover : Détection de fuites d’eau
Earthworks : Gestion du territoire grâce à l’analyse de l’humidité du sol

Basé sur l’utilization de satellite
• Satellite en orbite à 780-km d’altitude
• Permet une couverture jusqu’à 3500 km²
ce qui est plus grand que
V I E W

Technologie SAR
(Synthetic Aperture Radar)
1. Utilise une bande spécifique qui
permet une pénétration jusqu’à 8m
2. Utilisé dans toutes les conditions
climatiques
3. Utilisé jour et nuit
4. Traverse la forêt, l’asphalte, les
pavés, le béton, …
5. Sensibilité diélectrique
6. Voir l'humidité réelle
S E N S O R
Frequency
Eau salée
Eau usée
Eau traitée
Eau potable
8
1
1.4 E+09

Signal reçu par le satellite Signal exprimé en données pixel
A N A L Y S I S
Analyse algorythimique
Masterplan
Recover
Earthworks

Masterplan
Les données sont transformées en
Point d’Interêt (POIs)
sur une carte des conduites
A N A L Y S I S

Masterplan

Défis des acteurs actifs dans
l’exploitation eau
 Infrastructures vieillissantes
 Budgets limités : 1 à 5 % des
canalisations peuvent être
remplacées par an en moyenne*
 Exigences en matière
d'environnement et de durabilité
 Les canalisations sont
souterraines et ne sont pas
"visibles"
 Les informations manquent, les
services publics ne disposent que
de quelques données fiables
(âge, matériau, appels de
service)
* AWWA, 2019 State of the Water Industry Report

Masterdata
Deficiency Levels
High
Med-High
Med
Low-Med
Low

Algorithmic Analysis
Masterplan
Recover
Earthworks

ASTERRA PORTAL

ASTERRA PORTAL
RECOVER MASTERDATA

Plateforme ouverte
Switchboard
Partage des données
Monitoring des données
…
Ciblage et réduction zone de recherche
Algorithme ajustable
…
Holistique
(NRW ↔ Asset Management préventive)
Par des experts de l’eau. Pour des experts de l’eau.
Open Data Platform
LeakRedux
Détection de fuites au niveau de secteurs
LeakRedux
Sous-sectorisation
Données Asset Management
Âge – matériau–
Historique des fuites
Capteurs location des fuites
(Via compteurs intelligents sur le réseau)
Points d’Intérêt par satellite
Information provenant de IA
Autres connaissances de la société d’eau
...
Zone de recherche de fuite
rétrécie

Bienvenue à la Direction
des Recherches hydrauliques

Service Public de Wallonie
Mobilité et Infrastructures

450 kilomètres
de voies navigables
82 écluses
5 ascenseurs à bateaux
1 plan incliné
45 barrages

1933 : Laboratoire de Borgerhout
1933 : Laboratoire de Borgerhout

1978 : Laboratoire de Châtelet

1985 : Hall d’Essais
« André Sterling »
1985 : Hall d’Essais
« André Sterling »

1990 : Régionalisation
1990 : Régionalisation

2008 : Modernisation
administration Wallonne
2008 : Modernisation
administration Wallonne

Ouvrages d’art hydrauliques
Ouvrages d’art hydrauliques

Hydraulique fluviale
Hydraulique fluviale

Hydraulique urbaine
Bassins d’orage
Hydraulique urbaine
Bassins d’orage

Eco-hydraulique
Eco-hydraulique

Qualité et valorisation
des sédiments de dragage

Gestion des terres excavées
Gestion des terres excavées

Modèle
physique
Modèle numérique
Mesures
sur terrain

Une équipe polyvalente
et multidisciplinaire

Nouvelle écluse
d’Ampsin-Neuville

Nouvelle écluse
d’Ivoz-Ramet

Nouvelles écluses
de Marchienne,
Gosselies,
et Viesville

Nouveaux barrages
de Kain et Hérinnes

Mise à gabarit
du canal
Nimy-Blaton-Péronnes

Adaptations
de la Basse-Sambre
177500
177600
177700
177800
75.6
75.8
76.0

Modernisation
des barrages
de la Dendre

Métrologie - Laboratoire
• Débit
• Niveau
• Pression
• Vitesse
• Force
• Position
• …
• Vidéo

Métrologie – In situ
• Niveau
• Vitesse
• Position
• Sédiments
– Echantillons
– Turbidité

Digitalisation du secteur de l’eau - 1 décembre 2022

Digitalisation du secteur de l’eau - 1 décembre 2022

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a Digitalisation du secteur de l’eau - 1 décembre 2022

Similar a Digitalisation du secteur de l’eau - 1 décembre 2022 (20)

Más de Cluster H2O

Más de Cluster H2O (7)

Digitalisation du secteur de l’eau - 1 décembre 2022