Gestion avancée de l’approvisionnement en eau pour réseaux de distribution en milieu rural

Saeid Habibi, professeur, Université McMaster
Enjeu

Au cours des dernières années, les questions de gestion de la distribution de l’eau ont été au premier plan des préoccupations publiques, scientifiques et professionnelles. Les petits réseaux de distribution en milieu rural qui sont confrontés au problème additionnel de l’accroissement ont notamment suscité un grand intérêt. Bien que les défis auxquels ces réseaux sont confrontés soient variés, ils comprennent tous les cinq aspects suivants : optimisation énergétique de la conception et du fonctionnement du système; détection fiable des défaillances et des fuites; surveillance et contrôle de la qualité de l’eau; tarification et aspects économiques de l’approvisionnement en eau; politiques et règlements en vigueur. Ce projet a étudié ces questions dans le contexte des réseaux de distribution en milieu rural.

Projet

Le projet a été scindé en cinq modules pour étudier les enjeux suivants: 

  • Optimisation énergétique
  • Détection des défaillances et des fuites
  • Surveillance et contrôle de la qualité de l’eau
  • Tarification et aspects économiques de l’eau
  • Politiques et règlements en vigueur 

En collaboration avec Sask Water, un important distributeur d’eau en Saskatchewan, l’équipe du projet a élaboré et mis en œuvre un système d’optimisation énergétique pour un réseau de distribution en milieu rural qui permettrait aux autorités responsables de l’eau de faire fonctionner les pompes et réservoirs de façon plus efficace en régularisant le flux d’eau circulant dans le réseau. Ensuite, l’équipe a utilisé des stratégies fondées sur des modèles pour détecter les défaillances. Pour développer le système de surveillance de la qualité de l’eau, il a fallu prendre des mesures en temps réel de la turbidité, du pH, de la conductivité, de la température, de l’oxygène dissout et du chlore, en concomitance des mesures de pression et de débit d’eau. Cela a mené au développement du système « SmartPipe » qui est en mesure de détecter la contamination dans des endroits éloignés et entreprendre des mesures correctives en temps réel. 

Les chercheurs ont effectué des enquêtes économiques pour différencier les divers types d’usagers (industriels, résidentiels, récréatifs, etc.). Grâce à cette étude, combinée à la surveillance en temps réel du débit, les chercheurs ont pu déterminer des tarifs en périodes de pointe et périodes creuses, en fonction de l’utilisation de l’eau. Enfin, ils ont étudié de nouveaux règlements pertinents concernant l’approvisionnement rural dans le contexte des réseaux de distribution en milieu rural. 

En novembre 2005, l’équipe du projet et Sask Water ont organisé conjointement un atelier de deux jours pour préciser les orientations de la recherche, identifier les divers intervenants au sein de Sask Water et cerner et éliminer les obstacles potentiels à la recherche. Des exposés suivis par des séances de remue-méninges ont permis la pleine participation des intervenants.

 

Produits
  • Élaboration d’une stratégie tarifaire pour les réseaux de distribution d’eau en milieu rural qui tient compte des  subventions croisées entre utilisateurs
  • Publication de cinq articles scientifiques et cinq documents de conférence
  • Développement de plusieurs brevets, dont celui du système « SmartPipe » qui permet une surveillance et un contrôle plus précis des réseaux ruraux
  • Conception d’un nouveau système de détection des fuites permettant de détecter fuites et défaillances.
Résultats
  • Décisions d’investissement éclairées : la mise en œuvre d’un nouveau système d’optimisation du pompage a été très avantageuse pour Sask Water, donnant lieu à des économies de coûts d’électricité de l’ordre de 7 à 24 %. De plus, les coûts connexes des réseaux sont fortement influencés par les fluctuations de volume d’eau distribuée. En cernant et analysant les causes et sources de ces fluctuations, l’équipe de recherche a pu élaborer une stratégie tarifaire pour les réseaux ruraux qui tient compte des subventions croisées entre utilisateurs. 
  • Changements dans les pratiques en lien avec le développement du système « SmartPipe » qui peut détecter les conditions hydrauliques pouvant mener à de la contamination. Ce projet a donné lieu à la conception d’un nouveau système de détection des fuites qui s’avérera utile dans la détection de l’endroit des fuites et défaillances. 
  • Le projet a permis à Sask Water de respecter de nouveaux règlements en matière de gestion de l’approvisionnement en eau, règlements que l’on s’attend à voir entrer en vigueur dans les provinces des Prairies, en évaluant la faisabilité du recours à la technologie de l’information et du remaniement des infrastructures. Il est important pour les services publics ruraux de satisfaire à ces exigences étant donné l’étendue, la longueur et la localisation de leurs pipelines. 
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Équipe de Recherche et Partenaires:

Équipe de Recherche

Saeid Habibi, professeur agrégé, Université de la Saskatchewan
Mohammed Dore, professeur, Université Brock
Richard Burton, professeur, Université de la Saskatchewan
Bryan Karney, professeur, Université de Toronto
Barry Adams, professeur, Université de Toronto

Partenaires

Sask Water
SaskTel