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Intelligence artificielle : économiser l'eau de manière intelligente

VA SYD, un service des eaux suédois, a réduit ses pertes d'eau non facturées de 10 % à moins de 8 % grâce à un système de détection des fuites basé sur l'IA, capable d'identifier des fuites aussi faibles que 0,5 litre par seconde. La solution est en train de s'étendre à son réseau et à d'autres municipalités suédoises.

Deux principes fondamentaux règnent à VA SYD : le premier est que même si la pénurie d'eau n'est pas un problème en soi en Suède, le gaspillage de l'eau doit être corrigée. L'autre est de commencer doucement lorsque l'on essaye de nouvelles technologies, d'essayer des choses et de tirer les leçons de ses échecs pour réussir à plus grande échelle. Le premier principe a motivé la mise en place d'un système de détection des fuites. Et le second principe a défini l'approche, à savoir établir une preuve de concept dans une section relativement petite du système comptant 5 000 consommateurs.

De petites fuites qui ont un impact important

Basé à Malmø, le fournisseur d'eau suédois VA SYD exploite au total environ 5 000 kilomètres de canalisations, dont 2 000 kilomètres sont destinés à l'eau potable. Identifier les fuites est une tâche complexe. « Jusqu'à maintenant, nous n'avons pu détecter que les fuites les plus importantes et ayant entraîné des interruptions de service. En fait, ce sont les fuites plus petites et plus lentes, provenant souvent de petites canalisations de service, qui sont responsables de la majeure partie de l'eau non facturée. », souligne Simon Granath, ingénieur de développement chez VA SYD.

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Service client amélioré

Un autre aspect concerne l'amélioration du service à la clientèle. « Nous devons entretenir un grand nombre de canalisations sur une vaste zone, et nous souhaitions améliorer notre capacité à localiser les fuites grâce à des zones de comptage intelligent. C'est pourquoi nous avons cherché une solution basée sur l'intelligence artificielle », se souvient Simon Granath.

VA SYD a évalué plusieurs systèmes. Au final, la solution devait exploiter de manière optimale les débitmètres et les compteurs intelligents disponibles dans la zone choisie pour la validation du concept. SIWA Leak Finder répondait à tous les critères. Cette solution intelligente utilise un algorithme basé sur l'IA pour identifier et classer les anomalies dans le réseau de canalisations. Pour fonctionner de manière fiable, SIWA Leak Finder est d'abord « entraîné » à l'aide de données historiques de débit et de pression, afin qu'il apprenne à distinguer les anomalies du fonctionnement normal et à attribuer la cause correcte à chaque anomalie.

La collaboration permet de trouver la solution d'IA optimale

« Mais en ce qui concerne le concept de mise en œuvre, nous nous sommes heurtés à quelques obstacles. Nous devions trouver un moyen d'utiliser la détection des fuites basée sur l'IA dans une configuration sur site plutôt que dans un environnement cloud », explique Simon Granath. Siemens a également été en mesure de proposer une solution à cette exigence. Il poursuit : « Nous avons eu des discussions approfondies avec Siemens et nos services informatiques et opérationnels sur la meilleure approche pour mettre en place la solution SIWA Leak Finder dans nos propres centres de données. À ma connaissance, c'est la première fois que quelque chose comme ça est réalisé dans l'industrie hydraulique suédoise. Et nous y sommes parvenus grâce notamment au soutien et à l'expertise de Siemens.

Approche de simulation pour améliorer les données

L'étape suivante a consisté à affiner les modèles hydrauliques des canalisations et à relier les données des systèmes de comptage et des stations de pompage à l'outil SIWA Leak Finder, en utilisant OPC UA. VA SYD était alors prêt à effectuer les premiers tests. Simon Granath explique : « Nous avons utilisé le système pour simuler différentes fuites, puis nous avons évalué les données. Nous avons pu détecter des fuites aussi faibles que 0,5 litre par seconde. C'était impressionnant et cela représentait une nette amélioration par rapport à la solution précédente, qui ne permettait pas du tout de détecter les petites fuites. » Ainsi, l'eau non facturée du réseau d'eau potable de VA SYD pourrait être ramenée de 10 % à 8 %.

Les économies sont la solution

Alors que la validation du concept touche à sa fin, VA SYD s'emploie également à étendre la solution à d'autres parties du réseau. C'est le cas, par exemple, de la ville de Lund, où VA SYD installe des débitmètres supplémentaires afin de recueillir davantage de données sur le réseau de canalisations. De plus, le projet mené par VA SYD a été largement reconnu comme une pratique exemplaire en Suède, ce qui a incité d'autres municipalités à adopter la même solution pour la distribution d'eau sur leur territoire. C'est notamment le cas de la Northwestern Skåne Water and Wastewater Utility (NSVA), située dans le sud-ouest du pays. La NSVA bénéficie de l'expertise de Victor Pelin, ingénieur en développement, qui a précédemment travaillé aux côtés de Simon Granath pour mettre en place la détection des fuites chez VA SYD.

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Simon Granath (à gauche), ingénieur de développement chez VA SYD, et Victor Pelin (à droite), ingénieur de développement à la NSVA : « Nous voulons être le plus efficace possible. Cela nécessite des solutions basées sur l'IA, comme SIWA Leak Finder. »

Outre les avantages économiques, SIWA Leak Finder a déjà aidé VA SYD à franchir les prochaines étapes pour atteindre un autre objectif ambitieux : d'ici 2030, l'entreprise souhaite devenir une société de distribution d'eau climatiquement neutre et économe en énergie, sans interruption de service imprévue.

VA SYD est sur la bonne voie avec ses 8 % d'eau non facturée. « Nous voulons vraiment réduire ce chiffre. Certaines municipalités obtiennent des résultats bien inférieurs, et nous voulons être le plus efficace possible », explique Simon Granath. Et pour atteindre cet objectif, il n'y a aucun moyen de contourner la détection intelligente des fuites et les solutions basées sur l'IA, comme SIWA Leak Finder.

mai 2021 ; mis à jour en février 2024
Contact: Peder Welin
L'équipe éditoriale: Témoignages de l'industrie

Détecteur de fuites SIWA

SIWA Leak Finder est l'une des applications de Siemens Water (SIWA) spécialement développées pour le secteur hydraulique et des eaux usées. Cette solution intelligente utilise un algorithme basé sur l'IA pour identifier et classer les anomalies du réseau de canalisations. Pour fonctionner de manière fiable, SIWA Leak Finder est d'abord « entraîné » à partir de données historiques de débit et de pression, afin qu'il apprenne à distinguer les anomalies du fonctionnement normal et à attribuer la cause correcte à chaque anomalie.

VA SYD

VA SYD est l'une des plus grandes sociétés de services publics de Suède. Elle investit massivement dans le traitement durable de l'eau et des eaux usées et préconise des solutions respectueuses de l'environnement pour le renforcement des communautés. L'entreprise fournit de l'eau potable à plus de 546 000 clients dans les régions de Lund et Malmö, dans le sud de la Suède.