Mémoire_fin_études_Guilsou_Sylvain_Promo_Allier

Modélisation sur le logiciel Epanet du réseau Juin 2007

d’eau potable de la commune d’Urrugne (064)

Sylvain Guilsou Promo Allier

Mémoire de fin d’études

1

Ecole Nationale du Génie de l’Eau et de l’Environnement de Strasbourg

AGUR (Aquitaine Gestion Urbaine et Rurale)

Mémoire présenté pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur de l’Agriculture et de l’Environnement de l’ENGEES

Sylvain GUILSOU Promotion Allier

Juin 2007

MODELISATION SUR LE LOGICIEL EPANET

DU RESEAU D’EAU POTABLE DE LA

COMMUNE D’URRUGNE (064)





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Remerciements Je remercie dans un premier temps Mr Etchart de m’avoir permis d’évoluer dans sa société au cours de ce stage de fin d’études. J’ai pu en effet, à travers le traitement d’un sujet à fort enjeu découvrir les réalités de la vie professionnelle et des exigences qu’elle comporte. Je remercie Mr Mas de m’avoir accompagné au cours de ce stage tout en me laissant une importante marge de manœuvre. La confiance placée en moi a eu le don de me responsabiliser et de me permettre la connaissance des difficultés présentées par l’aspect décisionnaire et organisationnel du travail. Je le remercie également d’avoir fait en sorte que je dispose de tous les moyens matériels et humains nécessaires. Je remercie Mr Maystre, responsable technique de la société, dont l’aide m’a été précieuse notamment en ce qui concerne le travail de sectorisation et de recherche de fuites. Je remercie Mr Broudin, chef du secteur sur la commune d’Urrugne, dont la connaissance précise du terrain et de son quotidien, m’a été très bénéfique. Je joins à ces remerciements tout les agents de terrain qui m’ont accompagné au cours du stage. Enfin, j’adresse mes remerciements à l’ensemble du personnel pour sa gentillesse à mon égard mais également pour la très bonne ambiance de travail qu’ils s’attachent à conserver.





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Résumé

La société AGUR a repris le contrat d’affermage d’eau potable de la commune d’Urrugne, située sur la côte basque, en début d’année 2007. Le contrat concerne uniquement la gestion de la distribution, la partie production appartenant à la Lyonnaise des Eaux. L’attrait touristique de la commune fait partie des particularités qu’il ne faudra pas négliger dans l’étude du réseau.

La modélisation du réseau sur le logiciel Epanet doit permettre l’accomplissement de

divers objectifs : une hausse du rendement actuellement égal à 59% à hauteur de 80%, une baisse généralisée des pressions sur le réseau, une protection des quartiers situés en hauteur, une simplification de la gestion du réseau, l’établissement d’un échéancier pour le million d’euros destiné au renouvellement des canalisations. Le modèle hydraulique permet la simulation du comportement hydraulique d’un réseau d’eau potable quelque soit la saison ou l’heure à laquelle on se positionne. Après avoir récolté toutes les données décrivant l’architecture du réseau et effectué toutes les mesures de débit et de pression envisagées, il est nécessaire de confronter les premiers résultats du modèle aux valeurs mesurées : c’est la phase de calage du modèle. Ce calage du modèle a non seulement permis d’affiner les paramètres choisis pour décrire l’état intérieur des conduites mais également la répartition des consommations sur le réseau (paramètres de calage) mais aussi de détecter de fortes incohérences avec les éléments en notre possession. Ce diagnostic a été couplé à une campagne de recherche de fuites intensive visant à cerner les faiblesses du réseau. Afin d’être précis sur la localisation des fuites sur la durée du contrat, il sera mis en place une sectorisation du réseau qui consiste en la pose de compteurs divisionnaires sur le réseau. Conjointement à cette sectorisation, des appareils de régulation de pression seront posés pour régler les différents problèmes de pression sur le réseau. Enfin, suite au diagnostic du réseau, il sera proposé un plan de renouvellement des canalisations s’étalant sur les onze années du contrat d’affermage.





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Abstract Since the beginning of 2007, AGUR society is the new manager of Urrugne’s water distribution piping system. The commune of Urrugne is loc ated in the South West of France, on the Basque coast more precisely. The contract which includes around 4000 subscribers, concerns only water distribution management because another structure, “The Lyonnaise Des Eaux” owns water production part. During the network’s study, we shall consider the commune’s large tourist appeal. The network’s modelisation with Epanet software aims to solve these following issues: an output’s increase by 59% to 80%, a general decrease of service pressures in the network, protection of high up districts, improvement of network’s management, a schedule for the one million euros’ budget intended to renew the water pipes. Hydraulic model is able to simulate hydraulic behaviour of a water pressurized pipe network for each season and each hour. We have to collect network structure’s datas and to make pressure and flow measurements in the whole network. It is necessary to compare first model results with the measurements: it is the model’s wedging. The model’s wedging is not only used for refining the parameters which describes pipes’ condition and subscriber’s consumptions’ repartition in the network (wedging parameters), but also to detect big incoherences with networks’ maps. Intensive leakages’ searches aimed to help model diagnostic has brought network’s weaknesses into relief. With regard to leakages’ localisation, and getting sharper on a long term basis, a network sectorisation (which lays on an installation of water volume meters and closure of some pipes) will be undertaken. In association with sectorisation, it will be necessary to lay some pressure regulation valves in order to solve high pressures problems. Finally, in accordance with the network diagnostic, we will present a 11 years’ pipe renewing scheme.





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SOMMAIRE

Symboles et abréviations _____________________________________________________ 8

Listes des tableaux __________________________________________________________ 9

Listes des figures __________________________________________________________ 10

Introduction ______________________________________________________________ 11

I°) Présentation du stage et de la problématique associée __________________________ 12

A°) Contexte géographique et politique _____________________________________ 12

1°) La commune d’Urrugne ______________________________________________ 12

2°) Description de l’architecture du réseau___________________________________ 12

a°) Entrées et sorties du système_________________________________________ 12

b°) Le réseau ________________________________________________________ 13

c°) Les ouvrages présents ______________________________________________ 13

3°) Le contexte politique_________________________________________________ 14

a°) La société AGUR__________________________________________________ 14

b°) La reprise du contrat d’affermage _____________________________________ 15

c°) Enjeux politiques et financiers _______________________________________ 15

B°) Objectifs fixés et moyens mis en œuvre pour les atteindre _______________________ 16

1°) Les problèmes inhérents au réseau ______________________________________ 16

a°) Le problème des pressions___________________________________________ 16

b°) Un maillage conséquent ____________________________________________ 16

c°) Un réseau fuyard __________________________________________________ 17

2°) Les différents objectifs fixés ___________________________________________ 17

a°) Une optimisation du réseau ____________________________________________ 17

b°) Une meilleure maîtrise du réseau _____________________________________ 17

c°) Le programme de renouvellement_____________________________________ 17

3°) Moyens mis en œuvre ________________________________________________ 18

a°) Le logiciel Epanet _________________________________________________ 18

b°) La campagne de recherche de fuites ___________________________________ 18

c°) Les moyens financiers ______________________________________________ 18

Branchements _________________________________________________________ 18

4°) Des difficultés à surmonter ____________________________________________ 19

a°) Une qualité de données disponibles assez médiocre _______________________ 19

b°) Les méfaits de la concurrence et l’obligation de résultats___________________ 19

II°) La modélisation du réseau sur le logiciel Epanet _____________________________ 19

A°) Le logiciel Epanet : Fonctionnement et spécificités_________________________ 19

1°) Historique _________________________________________________________ 19

2°) Potentialités du logiciel _______________________________________________ 20

3°) Principes hydrauliques régissant les calculs du logiciel ______________________ 20

a°) Les lois de base du calcul ___________________________________________ 20

b°) Le calcul des pertes de charges _______________________________________ 21

c°) Spécificités du logiciel______________________________________________ 22

B°) Les données nécessaires à la modélisation du réseau d’Urrugne______________ 22

1°) Les caractéristiques des tronçons _______________________________________ 22





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a°) Le linéaire de conduites_____________________________________________ 22

b°) Les diamètres de conduites __________________________________________ 22

c°) Les rugosités _____________________________________________________ 23

2°) Les caractéristiques des ouvrages spéciaux________________________________ 23

a°) Les stabilisateurs de pression aval_____________________________________ 23

b°) Les réservoirs ____________________________________________________ 23

3°) Les caractéristiques des nœuds de demande _______________________________ 23

a°) Les cotes au sol ___________________________________________________ 23

b°) Les demandes aux nœuds ___________________________________________ 24

C°) L’établissement d’un modèle plus élaboré tenant compte des variations

journalières et saisonnières _______________________________________________ 26

1°) Les variations journalières_____________________________________________ 26

a°) Les catégories de consommateurs _____________________________________ 26

b°) Les courbes de modulation __________________________________________ 26

c°) Un « consommateur » particulier et conséquent : les fuites _________________ 27

2°) Les variations saisonnières ____________________________________________ 29

a°) Le scénario « hiver » _______________________________________________ 29

b°) Le scénario « été »_________________________________________________ 30

III°) Le diagnostic du réseau_________________________________________________ 31

A°) Le calage du modèle en tant qu’outil de diagnostic_________________________ 31

1°) Le principe du calage ________________________________________________ 31

a°) Les paramètres de calage____________________________________________ 31

b°) La méthode de calage ______________________________________________ 31

c°) La manipulation sur le logiciel _______________________________________ 32

2°) La campagne de mesures et de pressions et de débits________________________ 32

a°) La mesure des pressions statiques _____________________________________ 32

b°) L’enregistrement de l’évolution des pressions statiques____________________ 33

c°) La mesure des débits aux PI _________________________________________ 33

3°) Le calage du modèle _________________________________________________ 34

a°) Le calage des débits________________________________________________ 34

b°) Les premières difficultés majeures ____________________________________ 36

c°) L’affinage en terme de rugosité_______________________________________ 37

e°) L’état final du modèle ______________________________________________ 43

4°) Les limites du modèle réalisé __________________________________________ 44

a°) Les erreurs commises ______________________________________________ 44

b°) Les secteurs sujets à limites__________________________________________ 44

5°) Les limites du logiciel Epanet rencontrées ________________________________ 45

B°) La recherche de fuites pour un diagnostic terrain du réseau_________________ 45

1°) La pré localisation des fuites___________________________________________ 45

a°) Le matériel utilisé _________________________________________________ 45

b°) L’interprétation des résultats_________________________________________ 46

c°) Analyse des résultats obtenus ________________________________________ 47

2°) La corrélation acoustique _____________________________________________ 47

a°) Le matériel utilisé _________________________________________________ 47

b°) Les résultats obtenus _______________________________________________ 48

3°) L’écoute au sol _____________________________________________________ 48

IV°) Optimisation du fonctionnement actuel du réseau _____________ 49





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A°) Méthodologie d’établissement des différents scénarii de gestion______________ 49

1°) Les différentes contraintes_____________________________________________ 49

2°) La sectorisation _____________________________________________________ 49

a°) Principe de la sectorisation de réseau __________________________________ 49

b°) La sectorisation du réseau d’Urrugne : un besoin nécessaire ________________ 50

c°) Les équipements de sectorisation et leur fonctionnement___________________ 51

B°) Les différents scénarii de gestion proposés _______________________________ 53

1°) Scénario 1 : Un centre ville scindé en deux alimentations distinctes ____________ 53

a°) Origine du scénario ________________________________________________ 53

b°) Description du scénario 1 ___________________________________________ 53

2°) Scénario 2 : Un centre ville formant un unique secteur ______________________ 58


b°) Description du scénario_______________________________________________ 59

3°) Scénario 3 : La protection du linéaire en PVC _____________________________ 61


b°) Description du scénario_____________________________________________ 61

c°) Les résultats obtenus _______________________________________________ 62

4°) Choix final du mode de gestion_________________________________________ 62

a°) Les différents critères de choix retenus _________________________________ 62

b°) La pondération des critères __________________________________________ 63

c°) Evaluation multi-critères ____________________________________________ 63

d°) Choix de la solution finale___________________________________________ 65

C°) Plan de renouvellement des canalisations sur la durée du contrat ____________ 66

1°) Les portions de conduites sélectionnées __________________________________ 66

a°) Les conduites fonte en mauvais état ___________________________________ 66

b°) Le renforcement des défenses incendies ________________________________ 66

c°) Le PVC _________________________________________________________ 67

2°) L’établissement de l’échéancier ________________________________________ 67

a°) Le calcul du linéaire _______________________________________________ 67

b°) L’échelonnement des travaux sur 11 ans _______________________________ 68

Conclusion _______________________________________________________________ 70

BIBLIOGRAPHIE_________________________________________________________ 71

ANNEXES : ______________________________________________________________ 73





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Symboles et abréviations

AGUR : Aquitaine Gestion Urbaine et Rurale Cp n°3: Compteur de sectorisation n°3

dB : décibels

DDAF : Direction Départementale de l’Agriculture et de la Forêt F 150 : Canalisation en fonte ductile d’un diamètre de 150 mm

GSM : Global System for Mobile communications (norme numérique pour la téléphonie mobile) INSEE : Institut National de la Statistique et des Etudes Economiques IP : Indice de Protection (étanchéité)

PI : Poteau à Incendie PVC (PVC125) : PolyChlorure de Vinyle, (ici utilisé pour désigner les conduites en PVC et d’un diamètre égal à 125 mm)

Q : Débit

SDIS : Service Départemental d’Incendie et de Secours

SIG : Systèmes d’Information Géographique SMS : Short Message Service (Moyen de communication modifiant les caractéristiques orthographiques d’une langue)





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Listes des tableaux

Tableau 1: Répartition du budget alloué au renouvellement en 2007 .......................... 18 Tableau 2: Equivalence diamètres intérieurs et extérieurs des conduites en PVC .... 22

Tableau 3: Calcul du débit de fuite sur le réseau d'Urrugne .......................................... 28 Tableau 4: Présentation des volumes passant au niveau des cinq alimentations

d'Urrugne ........................................................................................................................ 36 Tableau 5: Gain effectué en respectant les objectifs annuels de rendement du réseau

.......................................................................................................................................... 51

Tableau 6: Nature et coût de l'équipement de sectorisation proposé ........................... 52 Tableau 7: Formules de calcul du débit de fuites sur la commune d'Urrugne après

sectorisation ................................................................................................................... 54 Tableau 8: Réglage "hiver" des stabilisateurs de pression dans le scénario 1 ........... 55 Tableau 9: Réglage "hiver" stabilisateurs de pression pour le scénario 3 ................... 62 Tableau 10: Grille d'analyse du choix final du scénario de gestion............................... 65 Tableau 11: Estimation du linéaire et du coût lié au programme de travaux envisagé

.......................................................................................................................................... 68

Tableau 12: Echéancier du programme de travaux 2007-2018 .................................... 69





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Listes des figures

Figure 1 : Plan de situation de la commune d'Urrugne ( département 064) ......................... 12

Figure 2: Schéma du réseau d'Urrugne situant les stabilisateurs de pression....................... 14

Figure 3: Répartition des pressions à l'heure de pointe en hiver ............................................ 16

Figure 4: Schéma illustratif de la loi des mailles dans un réseau d'eau potable .................... 20 Figure 5: Orthophotographie ciblant la position et l'altitude d'un noeud sur le chemin

d'Elbarren ......................................................................................................................... 24

Figure 6: Schématisation de la théorie du service en route .................................................... 25

Figure 7: Répartition de la consommation des abonnés sur les différents noeuds................ 25

Figure 8: Courbe de consommation domestique en période normale de consommation ................................................................................................................ 27

Figure 10: Exemple de répartition des fuites sur un tronçon .......................................... 28 Figure 11: Schéma expliactif de la méthodologie de calage du modèle ...................... 32 Figure 12: Photographies et fonctionnement des manomètres utilisés........................ 33 Figure 13: Photographies compteur à hélice (à gauche) et montage de l'appareil sur

le poteau (à droite) ........................................................................................................ 34 Figure 14: Plan de positionnement et identification des compteurs de distribution .... 34 Figure 15: Mode de calcul des volumes journaliers passant aux compteurs de

distribution....................................................................................................................... 35 Figure 16: Schéma d'alimentation du réservoir du Xoldo ............................................... 37 Figure 17: Résultats du calcul du débit maximal au noeud AI1 (120 m3/h à gauche)

et au noeud AI3 (260 m3/h à droite)........................................................................... 38 Figures 18: Evolution débits horaires maximaaux respectivement aux noeuds AS2

(110m3/h), AS4(195m3/h), HE2 (285m3/h)................................................................. 40 Figure 19: Evolution journalière du débit maximal au noeud KE8 (proche de 180

m3/h)................................................................................................................................ 41 Figure 20: Evolution débit maximal au noeud KE8 après calage (proche de 205

m3/h)................................................................................................................................ 42 Figure 21: Mallette de 15 pré localisateurs (à gauche) et principe de pose des

appareils (à droite)......................................................................................................... 46 Figure 22: Photographies du calculateur du corrélateur (à gauche) et de l'émetteur

lors de la campagne à Urrugne (à droite).................................................................. 47 Figure 23: Principe de calcul de la position d'une fuite par le corrélateur acoustique 48 Figure 24: Schéma illustratif de la télégestion .................................................................. 52 Figure 25: Répartition des pressions à l'heure de pointe en hiver pour le scénario 1 56 Figure 26: Répartition des pressions la nuit en été pour le scénario 1......................... 58 Figure 27: Répartition des pressions à l'heure de pointe en été pour le scénario 1... 58 Figures 28: Répartition des pressions respectivement à l'heure de pointe en hiver, la

nuit en été et à l'heure de pointe en été pour le scénario 2.................................... 60 Figure 29: Répartition des pressions à l'heure de pointe en hiver pour le scénario 3 62





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Introduction

L’instauration de la loi Sapin en 1993, a permis la création de petites structures

gestionnaires des services de l’eau et de l’environnement. C’est dans ce contexte que s’est créée la société AGUR qui aujourd’hui voit croître son activité dans le Sud-Ouest de la France. Cette croissance fait que la société s’est dotée de moyens humains et techniques plus conséquents au cours de son évolution. Après avoir mis en place un système de supervision et de cartographie (SIG), la société AGUR a du faire appel aux apports d’un logiciel de modélisation hydraulique pour optimiser la gestion d’un nouveau contrat d’adduction d’eau potable. L’enjeu du stage est réel : de cette étude découlera l’établissement d’un nouveau mode de gestion du réseau d’eau potable de la commune d’Urrugne et d’un programme de travaux à hauteur de 1 million d’euros à répartir judicieusement sur les onze années du contrat d’affermage. De plus, l’implantation définitive de la société AGUR en Pays Basque dépendra de la concrétisation des objectifs en terme de rendement fixés à la signature du contrat. La tâche paraît simple si on en croit les premiers constats qui prouvent l’état désastreux du réseau et de sa gestion passée. Cependant, en regardant de plus près, on s’aperçoit rapidement de la difficulté d’optimiser un réseau d’une commune touristique, fortement maillé et sur lequel nous ne maîtrisons pas l’ensemble des données. Dès lors, l’objet du stage consiste en une meilleure appréhension du fonctionnement du réseau via la modélisation sur le logiciel Epanet mais aussi à des propositions en terme de gestion et de renouvellement du patrimoine existant. C’est pour cela que dans un premier temps, nous allons entrer au cœur du stage et de sa problématique. Ensuite, on procédera à l’explication de ce qu’est un modèle hydraulique et quel est son fonctionnement. En troisième partie, nous nous attacherons, par le biais de ce modèle mais également grâce à une étude sur le terrain, à faire un diagnostic du réseau existant. Enfin, seront proposés trois types de scénarii de gestion différents ainsi qu’un programme de travaux suivi d’un échéancier sur onze années.





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I°) Présentation du stage et de la problématique associée

A°) Contexte géographique et politique

1°) La commune d’Urrugne

La commune d’Urrugne est située sur la côte basque (département des Pyrénées

Atlantiques), à une vingtaine de kilomètres au sud des villes de Bayonne et Biarritz (voir figure 1 ci-dessous).

Figure 1 : Plan de situation de la commune d'Urrugne ( département 064)

La commune d’Urrugne est limitrophe aux communes de Biriatou et Hendaye qui sont

situées à la frontière franco-espagnole. La commune d’Urrugne compte 7058 résidents permanents (selon sources INSEE

suite au dernier recensement de 1999) et, au vu de sa situation géographique, est une ville qui accueille de nombreux touristes en été (7217 habitants saisonniers recensés). Afin d’illustrer ce propos, nous notons la présence de 9 campings sur cette commune.

La commune d’Urrugne comprend quatre agglomérations à forte densité de population (le centre ville, le quartier de Kechiloa à l’est, le quartier de Socoa au Nord en bord de mer et le quartier de Béhobie au sud-ouest).

Le réseau d’adduction d’eau potable approvisionne 4451 abonnés.

2°) Description de l’architecture du réseau

a°) Entrées et sorties du système

La complexité du réseau tient notamment dans la multiplicité des entrées et sorties du système. Le schéma présenté dans l’annexe 1 permet de nous faire une idée plus précise du fonctionnement du système.

En résumé, le lac du Xoldokogaïna permet d’alimenter continuellement la commune d’Urrugne et partiellement les communes d’Hendaye (par les réservoirs d’Erreka), de Biriatou (départs non comptabilisés), d’Ascain (comptages de Gaïnekoborda et Trabenia) et de Ciboure (comptage de Socoa).

La commune de Ciboure, alimentée par les réservoirs de Choucoutoun situés sur la commune d’Urrugne, boit l’eau traitée du fleuve côtier franco-espagnol appelée la Nivelle.

Cependant, en période estivale, les forages situés à Biriatou aident à alimenter les réservoirs d’Erreka et de Béhobie. Enfin, le surpresseur situé au niveau du réservoir de Choucoutoun est activé lorsque le réservoir du Xoldo n’est plus suffisant pour satisfaire les





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besoins de la population d’Urrugne (cas de grosses fuites ou très forts pics de consommation).

b°) Le réseau

La commune d’Urrugne couvre une superficie totale de 1000 km2. Le réseau d’eau potable prend sa source au niveau du lac de Xoldokogaïna dont les eaux arrêtées par un barrage sont acheminées vers l’usine de traitement puis vers les réservoirs de tête du Xoldo. Le réseau d’eau potable est long de 150 km. La base du réseau est constitué de conduites en fonte de diamètre compris entre 60 et 300 mm. Cependant, les ramifications représentant la moitié du linéaire du réseau sont en PVC collé.

c°) Les ouvrages présents

L’écoulement dans le réseau d’Urrugne se fait quasi exclusivement de manière gravitaire. Cette donnée fait qu’aucune station de pompage ne fonctionne continuellement.

On note cependant la présence de huit réservoirs comme l‘indique le schéma de l’annexe1.

On distingue :

• Le réservoir appelé « bâche du Xoldo » d’un volume de 400 m3 permet d’alimenter et de mettre en pression la partie ouest du réseau (comprenant l’agglomération de Béhobie) mais sert également de transit pour le réservoir du Xoldo de 1500 m3 qui est le réservoir de tête de la partie est du réseau ( avec les agglomérations de Socoa, Kechiloa et du centre ville d’Urrugne).

• Les deux réservoirs de Béhobie contiennent 100 m3 d’eau chacun. Le réservoir situé le plus au nord est le réservoir de tête, celui plus au sud sert de réservoir d’équilibre dans le sens où la hauteur d’eau en son sein est constamment égale à celle de l’autre réservoir. Son utilité réside dans l’apport en terme de volume d’eau en cas d’incendie mais également dans les opérations de nettoyage des réservoirs.

• Les réservoirs d’Erreka volumineux à hauteur de 500 m3 et 3000 m3 sont les réservoirs de tête de la commune d’Hendaye.

• La configuration présentée par les réservoirs de Choucoutoun est semblable à celle des réservoirs de Béhobie avec le réservoir de tête de 1000 m3 pour la commune de Ciboure et le réservoir de 300 m3 qui permet d’alimenter en secours la commune d’Urrugne par le biais du surpresseur. A noter : de nombreux éléments nous font penser que la configuration présentée au niveau des réservoirs de Choucoutoun n’est pas exactement la bonne (voir paragraphe n° 4 intitulé « Difficultés à surmonter »)

Nous notons également la présence de trois stabilisateurs de pression aval en fonctionnement et trois autres stabilisateurs aval de pression non réglés (voir figure 2 ci-dessous).





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Figure 2: Schéma du réseau d'Urrugne situant les stabilisateurs de pression

Comme leur nom l’indique, ces stabilisateurs de pression aval permettent de réguler

la pression à l’aval de l’appareil conformément à une pression de consigne fixée. Sont également présentes de nombreuses ventouses permettant l’évacuation des

poches d’air accumulées au niveau des points à haute altitude du réseau. 3°) Le contexte politique

a°) La société AGUR

La société anonyme AGUR est une société appartenant au Groupe Etchart, créé en

1973 à l’initiative de Mr Bernard Etchart. La société AGUR voit le jour en 1992. Elle est présidée par Mr Pierre Etchart, fils de Mr Bernard Etchart. Cette société se distingue des autres sociétés de bâtiment et de travaux publics du groupe par son œuvre dans la délégation et la prestation de services dans les métiers de l’eau et l’environnement.





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Dès lors, cette société, employant actuellement une quarantaine de personnes, est surtout développée dans la partie du sud ouest de la France avec des contrats dans les Pyrénées Atlantiques, les Landes, en Gironde, en Charente et en Dordogne.

De par son activité, la SA AGUR est un concurrent direct à l’échelle locale des trois grands délégataires des services de l’environnement que sont La Lyonnaise des Eaux, La Générale des Eaux et la SAUR.

En terme de chiffres, la société AGUR gère, par contrat d’affermage, la production et la distribution d’eau de près de 150 collectivités, rurales et urbaines. Le patrimoine public géré par AGUR, dans le grand Sud-Ouest, représente quelques 2100 km de canalisations, 20 unités de traitement et une quarantaine de réservoirs.

b°) La reprise du contrat d’affermage

La commune d’Urrugne délègue la compétence « eau potable » à la communauté de

communes Sud Pays Basque qui comprend 12 communes. Le contrat d’affermage liant la commune d’Urrugne et la Lyonnaise des Eaux est arrivé à échéance à la fin de l’année 2006. La Lyonnaise des Eaux était le délégataire en place depuis plus de quarante années. Cependant, le jeu de la concurrence a fait que la candidature de la société AGUR a été retenue. Par conséquent, elle sera chargée de l’exploitation du réseau de distribution d’eau potable pour les onze prochaines années.

Mr Thierry Broudin est le chef du secteur, décisionnaire dans les actions à mener sur le terrain mais également chargé de la bonne répartition et du bon accomplissement du travail sur le réseau. Mr Arnaud Rodriguez est le technicien du réseau. Il est chargé de la maintenance du réseau, de la réalisation de nouveaux branchements et de la relation quotidienne avec les usagers du service. D’autres agents connaissant le réseau interviennent en cas de souci majeur ou dans le cadre d’une astreinte. Mr Mas veille au bon fonctionnement global de l’équipe et est chargé des relations avec les élus.

c°) Enjeux politiques et financiers

Il est difficile pour les petites sociétés locales de se frayer une place dans le domaine

de la gestion de l’eau. En effet, les grands groupes possèdent le monopole là où ils sont implantés. En Pays Basque, et ce depuis la création des contrats d’affermage, la Lyonnaise des Eaux gère une grande partie des réseaux d’eau potable et d’assainissement du département. La création de la société AGUR a permis d’instaurer une concurrence qui a le don de remettre en question les fermiers et d’améliorer ainsi la qualité du service.

Le changement au niveau du contrat d’Urrugne a été perçu comme un événement dans le monde de l’eau, d’une part parce qu’il était inattendu, et d’autre part parce qu’il remet en question les autres contrats de la Communauté de Communes qui arrivent à terme prochainement. Dès lors, il est aisé de mesurer l’enjeu représenté par ce contrat pour la société qui tend à se développer dans les années futures. La société AGUR doit prouver qu’elle est capable de gérer de façon optimale les réseaux d’eau potable, et ce sans augmentation significative du prix de l’eau.

La gestion du réseau d’Urrugne présente une autre complexité : en effet, la production reste la propriété de la Lyonnaise des Eaux (réservoirs et usine de traitement). Du coup, la société AGUR achète l’eau à son concurrent et se doit d’être le plus économique possible dans la gestion du réseau pour faire des bénéfices sur ce contrat.





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B°) Objectifs fixés et moyens mis en œuvre pour les atteindre

1°) Les problèmes inhérents au réseau Le réseau d’Urrugne est un réseau relativement ancien qui a souffert d’un manque

d’entretien ces dernières années. Les chiffres le concernant sont alarmants : le rendement du réseau est de 56%, l’indice linéaire de pertes s’élève à 8,2 m3/km/jour. Le paragraphe suivant permet de résumer sommairement les différents problèmes rencontrés dans ce réseau.

a°) Le problème des pressions

Les pressions de service sur le réseau d’Urrugne sont très importantes la plupart des temps. Comme l’indique la figure 3 ci-contre, on note la présence de régions à très fortes pressions (supérieures à 15 bars et même 20 bars à Socoa en période hivernale) réparties sur l’ensemble du réseau.

Figure 3: Répartition des pressions à l'heure de pointe en hiver

Le problème représenté par ces fortes pressions est double :

• Les défenses incendies ne sont plus exploitables car le matériel utilisé par les pompiers ne résiste pas à des pressions supérieures à 15 bars.

• Les fortes pressions fragilisent le réseau qui devient plus fuyard. Les coups de béliers engendrés par la manipulation des robinets vannes sont dévastateurs et très fréquents. Enfin, de fortes pressions rendent plus volumineuses les fuites présentes sur le réseau. Paradoxalement, les précédentes études réalisées par la Lyonnaise de Eaux

montrent qu’une zone haute au niveau du centre ville se trouve en difficulté en période de pointe. Ceci est le résultat d’une hétérogénéité au niveau du relief et des consommations au cours de l’année mais aussi d’un maillage pas forcément adapté à tous les évènements de consommation.

b°) Un maillage conséquent

Les différentes figures présentées précédemment permettent de se rendre compte de l’étendue du maillage présent dans le réseau. Ce maillage conséquent permet certes de proposer plusieurs alternatives d’alimentation en cas de problème de fuite ou autre. Il permet





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également de faire en sorte que l’eau ne stagne pas dans le réseau et diminue ainsi les risques de mauvaise qualité d’eau.

Cependant, ce maillage est la source d’un manque de clarté qui nuit à la compréhension du réseau et à sa gestion. En effet, il est difficile d’appréhender les sens d’écoulement dans les canalisations et de repérer les zones fuyardes. Du coup, pour un nouveau fermier non doté d’un modèle hydraulique, il est difficile de réaliser des ouvertures et fermeture de maillage et d’en mesurer leurs impacts sur le réseau. Enfin, le fait que le réseau ne soit pas sectorisé conduit à des disparités de pression mais également à une gestion ardue pour les fontainiers en place.

c°) Un réseau fuyard

Les chiffres du rendement et de l’indice de pertes linéaires démontrent à quel point le réseau est fuyard et nécessite d’être réhabilité. En plus du caractère non écologique de la perte d’eau, le problème des fuites est d’autant plus préjudiciable pour la société AGUR que l’eau perdue est payée à la Lyonnaise des Eaux.

Les trois problèmes ci-dessus sont des problèmes étroitement liés et il est important d’en tenir compte quand il s’agira de trouver les solutions pour y remédier.

2°) Les différents objectifs fixés Ce chapitre s’attache à cerner et développer les différents objectifs fixés par la

Communauté des Communes et la société AGUR lors de la signature du contrat d’affermage. Une bonne appréciation de ces objectifs est nécessaire dans l’optique de la réalisation d’une étude fructueuse.

a°) Une optimisation du réseau

L’objectif principal est de réduire les pressions sur l’ensemble du réseau en période

estivale et hivernale tout en assurant une homogénéisation de ces pressions en tout point du réseau. Si l’on devait chiffrer ces propos, il faudrait faire en sorte qu’à n’importe quel moment de l’année et quelque soit l’endroit où on se situe, les pressions de service soient comprises entre 2 et 12 bars.

L’autre objectif en terme d’optimisation du réseau est l’augmentation du rendement qui passera par une lutte acharnée contre les problèmes de fuite. L’objectif contractuel est une diminution de moitié de l’indice linéaire de pertes (de 8,2 m3/km/jr à 4 m3/km/jr en 11 ans) et une augmentation du rendement jusqu’à la valeur de 80%. b°) Une meilleure maîtrise du réseau

Il est également impératif de simplifier la compréhension et ainsi la gestion du réseau en le sectorisant. L’objectif en terme de sectorisation est difficilement chiffrable mais l’idée est de fermer plus de maillages et de faire en sorte qu’aucune région ne soit pénalisée, mais aussi faciliter la détection de fuites.

c°) Le programme de renouvellement

Un budget proche d’un million d’euros est mis à la disposition de la société pour renouveler les canalisations et les accessoires réseau les plus fragiles. L’objectif associé à cela est une répartition la plus judicieuse possible de cette enveloppe financière et la proposition d’un échéancier pertinent sur la durée totale du contrat.





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3°) Moyens mis en œuvre

a°) Le logiciel Epanet

Le logiciel Epanet est un logiciel de modélisation d’écoulements hydrauliques dans les réseaux d’eau potable. Créé aux Etats unis, il existe également en version française suite à une initiative de la Compagnie Générale des Eaux. Ce logiciel disponible gratuitement sur le net est d’une efficacité et d’une précision comparables à celles des autres logiciels de modélisation. En deuxième partie, je traiterai plus spécifiquement des particularités du logiciel.

J’ai suivi également une formation de trois jours spécifique à ce logiciel de façon à mieux maîtriser son utilisation. Cette formation a été réalisée par Mr Guhl de la DDAF de Bordeaux.

Dans le cadre de notre étude, le logiciel doit nous permettre une meilleure compréhension des écoulements et ainsi réaliser une sectorisation pertinente. Le logiciel permettra également de simuler les différents scenarii de gestion et les aménagements qui s’en suivront. Cependant, je me suis rapidement rendu compte du fait qu’il serait aussi utile à la réalisation d’un diagnostic du réseau vu la qualité des données à notre disposition.

b°) La campagne de recherche de fuites

Une campagne de recherche de fuites poussée permet d’une part de détecter les

fuites qui ne sont pas apparentes, et de contribuer à une augmentation du rendement du réseau. Elle vise aussi à déceler les zones fragiles qui seraient susceptibles d’être intégrées dans le programme de renouvellement des canalisations.

La campagne de recherche de fuites s’est étalée sur sept semaines et faisait appel à des technologies assez récentes d’écoutes et d’enregistrements acoustiques des écoulements dans les conduites.

Je détaillerai le fonctionnement des appareils utilisés dans la quatrième partie de ce rapport ainsi que les résultats obtenus.

c°) Les moyens financiers

Les moyens financiers consacrés à la réhabilitation du réseau de la commune

d’Urrugne sont conséquents : l’enveloppe s’élève à un million d’euros pour la durée totale du contrat sachant que 75% de cette somme doivent être dépensés lors des six premières années du contrat. Le tableau n°1 suivant permet de se rendre compte de la répartition de cette somme pour la première année du contrat par exemple.

Objet du renouvellement pour l’année 2007

Montant en euros

Branchements 12 000

Compteurs 15 822

Accessoires de réseau (robinets vannes, ventouses, etc.)

4 000

Canalisations 125 225

Tableau 1: Répartition du budget alloué au renouvellement en 2007

De plus, la société AGUR mise énormément sur une bonne gestion du réseau d’Urrugne pour des raisons évoquées dans les paragraphes précédents. Dès lors, elle n’hésite pas à investir dans du matériel utile à une maîtrise parfaite du réseau.





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4°) Des difficultés à surmonter

a°) Une qualité de données disponibles assez médiocre

La gestion du réseau d’Urrugne présente une particularité qui se révèle être un inconvénient assez sérieux. En effet, la partie production (réservoirs) soit appartient à la Lyonnaise des Eaux, soit est gérée par cette dernière. Dès lors, la société AGUR ne dispose d’aucune donnée sur les réservoirs et sur la gestion adoptée par ses concurrents. Or, il est difficile de maîtriser un réseau si on ne maîtrise pas la totalité de ses constituants. A tout cela, s’ajoute le fait que notre réseau possède également d’autres sources d’approvisionnement dont nous ne connaissons aucun élément.

De plus, la société ne dispose actuellement d’aucune archive concernant les consommations et particularités du réseau en période estivale sachant que la commune voit arriver à cette période une quantité massive de touristes. La deuxième partie de ce rapport détaillera la manière dont j’ai procédé pour pallier à ce manque d’informations.

Enfin, lors des périodes de repérage de réseau et de calage du réseau sur le logiciel, nous nous sommes rapidement aperçus que de nombreuses données sur les plans fournis lors de la reprise du contrat étaient erronées. Cependant, il n’est pas toujours évident d’affirmer avec certitude la correction à apporter. b°) Les méfaits de la concurrence et l’obligation de résultats

La concurrence oblige tous les délégataires dans les services de l’eau et de l’environnement à une remise en question et à adopter une politique de résultats sur les réseaux qu’ils gèrent. Elle permet également un nivellement par le bas du prix de l’eau, vu que des offres financièrement plus intéressantes se présentent face aux élus.

Cependant, du fait de cette concurrence, il est de plus en plus difficile de gérer des réseaux dont on ne possédait pas la gestion précédemment, du moins dans les premières années du contrat. De plus, les concurrents se livrent à une « guerre » d’intox qui tend à maximiser la moindre erreur commise par l’une ou l’autre des sociétés. Tout ceci fait que la société AGUR se doit d’être opérationnelle dès cet été et doit présenter des résultats convaincants à la fin de l’année. Le gain d’autres contrats mais également la conservation des contrats en cours en dépend.

II°) La modélisation du réseau sur le logiciel Epanet

A°) Le logiciel Epanet : Fonctionnement et spécificités

1°) Historique

Le logiciel Epanet est né suite à une initiative du Congrès des Etats–Unis qui visait à

protéger les ressources naturelles du pays. Dès lors, l’EPA (US Environnemental Protection Agency) a été chargée de développer des techniques permettant de mieux appréhender les écoulements et les transformations de l’eau dans un réseau d’adduction d’eau potable. Depuis 1993, le logiciel est disponible gratuitement pour tous les bureaux d’études et les sociétés d’affermage qui souhaitent l’utiliser.

Afin d’augmenter la convivialité du logiciel pour les sociétés francophones, la Compagnie Générale des Eaux a financé la version française sur laquelle j’ai travaillé tout au





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long de mon stage. Enfin, le logiciel a connu des améliorations depuis sa création. La dernière version date de l’année 2001.

2°) Potentialités du logiciel

Le logiciel Epanet est un logiciel de simulation du comportement hydraulique et qualitatif de l’eau dans les réseaux d’eau potable. Un réseau d’eau potable sur un logiciel se définit par des tuyaux (tronçons sur le logiciel), des nœuds (intersection de deux tuyaux et extrémité d’une antenne) mais également d’autres organes (réservoirs, pompes, clapets, différents types de vannes,…).

Le logiciel permet de calculer le débit parcourant chaque tuyau, la pression à chacun des nœuds mais également le niveau de l’eau à n’importe quel moment de la journée et quelle que soit la période de l’année où on se situe. Le moteur de calcul hydraulique intégré permet de traiter des réseaux de taille illimitée. Il dispose de plusieurs formules de calcul de pertes de charges (voir paragraphe suivant), il inclut les différentes pertes de charge singulières et modélise les pompes à vitesse fixe et variable. En résumé, le logiciel présente tous les outils pour remplir les objectifs suivants :

• Régulation des pressions dans le réseau

• Détection des zones de fonctionnement déficitaire

• Dimensionnement de réseaux

• Amélioration de la gestion des équipements d’eau Le logiciel présente également un module qualité qui permet de calculer les

concentrations en substances chimiques, les temps de séjour de l’eau dans différentes parties du réseau. Il permet également de suivre l’origine de l’eau. L’utilisation de ce module qualité nécessite un calage hydraulique préalable. Je n’ai pas utilisé les fonctionnalités de ce module au cours de mon stage.

3°) Principes hydrauliques régissant les calculs du logiciel

a°) Les lois de base du calcul

La lois des nœuds et la loi des mailles constituent la base du calcul hydraulique. La loi des noeuds affirme que le débit entrant dans un nœud est quoiqu’il arrive égal au débit sortant de ce nœud et ce quelque soit le nombre d’entrées et de sorties dans ce nœud.

La loi des mailles dit, quant à elle, que la différence de charges ∆H (égale à la somme de la pression et de la côte au sol au point considéré) entre deux nœuds est égale à la perte de charge entre ces nœuds (voir figure 4 ci-dessous).

Figure 4: Schéma illustratif de la loi des mailles dans un réseau d'eau potable





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Cependant, pour pouvoir obtenir les charges et débits pour chaque nœud et chaque tronçon, il est nécessaire que certains débits et certaines charges soient préalablement connus. Il s’agit des nœuds à charge fixée (réservoirs, bâches) qui imposent la charge de départ et ainsi permet le calcul de la charge à chaque nœud de proche en proche. Il s’agit aussi des nœuds à débit fixé (définition des demandes à chaque nœud) qui permettent de connaître les débits dans les tronçons satisfaisants cette demande. Enfin, l’écoulement se fait du noeud ayant la charge la plus élevée vers le nœud ayant un potentiel de charge moins important.

Le calcul des débits et des charges est lié et ne peut se faire indépendamment. Dès lors, il est nécessaire de connaître l’une ou l’autre des données à chaque nœud pour permettre l’aboutissement du calcul

b°) Le calcul des pertes de charges

b-1°) Le calcul des pertes de charge linéaires

Le calcul des pertes de charges linéaires sur le logiciel peut se faire par le biais de trois formules différentes (Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, Chezy-Manning). La formule de Hazen-Williams est fortement utilisée aux Etats-Unis et présente la particularité de n’être utilisable que pour l’eau et de n’avoir été développée à la base que pour les écoulements turbulents. La formule de Chezy-Manning est plus souvent utilisée pour les canaux à découvert et pour les grands diamètres. J’ai choisi d’utiliser la formule de Darcy Weisbach qui est la plus utilisée en Europe et qui traite les écoulements de tout type et pour tout liquide.

Les trois formules utilisent l’équation suivante pour calculer les pertes de charge dans chaque tronçon. :

h = A qB

avec h la perte charge en unités de longueur, A le coefficient de résistance, q le débit et B l’exposant du débit.

Les coefficients A et B varient suivant les formules. Pour la formule de Darcy Weisbach,

A= 0,0827*f(ε,d,q)*d-5*L avec L longueur en m du tronçon, d diamètre du tuyau en m, q débit en m3/s et εεεε

coefficient de rugosité de la conduite en m. La rugosité correspond à la hauteur des aspérités à la surface de la paroi intérieure

d’une canalisation. Plus cette rugosité est importante, plus la perte de charge croît. La rugosité, représentative de l’état intérieur d’une conduite, croît selon la nature de la canalisation (fonte plus rugueuse que le PVC) et avec l’âge de la canalisation.

b-2°) Le calcul des pertes de charges singulières

Les pertes de charges singulières représentent la présence ponctuelle d’un obstacle à l’écoulement (vanne partiellement ou totalement ouverte, coude, té ou obstacle non identifié). La formule utilisée est la suivante :

H = λ *v2/2g avec v vitesse de l’écoulement en m/s, λλλλ coefficient de perte de charges singulières

et g l’accélération de la pesanteur en m.s-2.

Le coefficient λ définit la nature de l’obstacle. A titre d’exemple, on affecte un coefficient de perte de charge singulière de 10 pour une vanne à boule entièrement ouverte et 2,5 pour un clapet anti-retour.





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c°) Spécificités du logiciel

Le logiciel possède les mêmes fonctionnalités et possibilités que les autres logiciels de modélisation des réseaux d’eau potable tels Porteau ou Piccolo. Il présente une convivialité au niveau de son interface qui permet de le rendre assez facilement accessible. Cependant, une formation était nécessaire pour ne pas tomber dans le piège représenté par cette facilité de manipulation des éléments d’Epanet.

On peut également travailler un réseau saisi sur Epanet avec le logiciel Porteau grâce à une passerelle permettant le transfert des fichiers. En terme de calcul, Epanet présente quelques particularités. Par exemple, sur le logiciel Piccolo, il est possible de demander au logiciel de revoir une demande à la baisse tandis que sur Epanet, une demande est toujours desservie à 100%. Dès lors, lorsqu’on obtient des pressions négatives sur un nœud, ceci signifie que la demande n’est pas satisfaite.

B°) Les données nécessaires à la modélisation du réseau d’Urrugne

La première étape de saisie du réseau a été de diviser la commune en divers

quartiers et d’attribuer un code aux différents nœuds (nœuds de maillage ou nœuds extrémité d’antenne) et différents tronçons. Il était ainsi plus facile de se repérer dans le réseau. Au final, le réseau est constitué de 765 nœuds et 822 tuyaux.

1°) Les caractéristiques des tronçons

a°) Le linéaire de conduites

L’unité de longueur utilisée pour les tuyaux est le mètre. La construction du réseau a été facilitée par le fait qu’il m’a été possible d’importer un fichier représentant le réseau et se comportant comme un fond d’écran. Ainsi, j’ai pu plus facilement représenter le réseau. Ensuite, il a fallu entrer la longueur de chaque tronçon. Le fichier SIG n’étant pas encore opérationnel lors de la saisie du réseau, j’ai du récupérer ce linéaire sur le fichier Autocad. Le travail de récupération du linéaire de chaque tronçon s’est révélé assez fastidieux et long.

b°) Les diamètres de conduites

Le deuxième paramètre à insérer est le diamètre des conduites. Ceci ne pose pas de difficultés majeures si ce n’est qu’il faut considérer que le diamètre nominal des conduites en fonte est égal au diamètre intérieur tandis que pour les conduites en PVC le diamètre nominal est égal au diamètre extérieur. Or, le diamètre utilisé pour le calcul est le diamètre intérieur. Le tableau suivant permet de montrer quels sont les diamètres intérieurs des conduites en PVC (pression nominale de 16 bars).

Diamètre extérieur (en mm) Diamètre intérieur (en mm)

125 106,6

110 93,8

90 76,8

75 64

63 53,6

50 38,8

40 31

32 24,8

Tableau 2: Equivalence diamètres intérieurs et extérieurs des conduites en PVC





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c°) Les rugosités

La dernière caractéristique à saisir pour décrire un tronçon est le paramètre

« rugosité ». Dans un premier temps, nous attribuons une rugosité arbitraire de 0,1mm aux conduites en fonte et de 0,05mm aux conduites en PVC. La rugosité permet de refléter l’état intérieur de la conduite. Ce paramètre variant suivant l’âge, la nature de la canalisation et les sollicitations subies par les conduites, fait partie des paramètres de calage auxquels on ne peut attribuer une valeur définitive en début de projet.

Enfin, je n’ai pas attribué de pertes de charges singulières de façon systématique à chaque singularité. En effet, il est préférable d’intégrer ces pertes de charge dans le paramètre « rugosité ».

2°) Les caractéristiques des ouvrages spéciaux

a°) Les stabilisateurs de pression aval

Sur Epanet, les stabilisateurs aval sont considérés comme des tronçons. On doit donc spécifier les nœuds amont et aval du stabilisateur ainsi que la pression de consigne du stabilisateur. La pression de consigne est la pression que l’on fixe de telle sorte que quelque soit la pression amont, la pression en aval du stabilisateur ne peut excéder la pression de consigne. L’acquisition de la pression de consigne s’est faite par une mesure sur le terrain à l’aide d’un manomètre.

b°) Les réservoirs

On doit connaître différentes altitudes pour définir un réservoir : la cote de trop plein,

le radier, les niveaux minimaux, maximaux et initiaux de l’eau. Les données réservoirs nous ont été transmises par la Lyonnaise des Eaux.

3°) Les caractéristiques des nœuds de demande

a°) Les cotes au sol

Afin de pouvoir connaître la pression en tout nœud, il est nécessaire de renseigner la case indiquant l’altitude ou cote au sol du nœud. Cette altitude n’intervient pas dans le calcul de la charge hydraulique. Ceci est intéressant dans le sens où une altitude mal renseignée ne faussera pas le calcul.

J’avais à ma disposition deux méthodes pour bénéficier de cette donnée. La première consistait à un relevé sur le terrain à l’aide d’un altimètre des côtes au sol de tous les nœuds du réseau. En plus de la pénibilité de la manœuvre, la précision était de l’ordre du mètre. L’autre méthode consistait un repérage sur un logiciel en permettant de visualiser les orthophotographies représentant la commune d’Urrugne. L’opération était moins fastidieuse et d’une précision quasi similaire à celle de l’altimètre. Cependant, une bonne connaissance du terrain est nécessaire afin de ne pas commettre d’erreurs notables.

La figure 5 ci-dessous permet de visualiser l’interface de travail utilisée.





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Fig 5: Orthophotographie de la position et l'altitude d'un noeud sur le chemin d'Elbarren

Nous pouvons voir que le nœud situé sur le chemin d’Elbarren est à une altitude de 44m (case située la plus à droite sur la barre en dessous de la photographie).

b°) Les demandes aux nœuds

La deuxième donnée inhérente à un nœud est la demande ou débit sortant à ce

nœud. Cette donnée est influente dans le calcul hydraulique. Elle s’exprime en litres par seconde. La difficulté réside dans le fait que d’une part, il faut identifier et situer les abonnés géographiquement dans la commune puis leur attribuer une consommation et d’autre part, il s’agit de les répartir de façon adéquate au niveau de ces nœuds.

b-1°) L’identification des abonnés

La première étape de l’attribution des demandes à chaque nœud est un repérage

global mais relativement précis des abonnés sur le réseau. Pour cela, j’avais à ma disposition divers plans de la commune ainsi qu’un listing client spécifiant à la fois la position de l’abonné ainsi que sa consommation annuelle en eau. Dès lors, il s’agissait de regrouper les abonnés autour des nœuds et d’inscrire une demande à ces nœuds égale à la moyenne des consommations de ces consommateurs. Le procédé s’est avéré relativement fastidieux mais nécessaire en vue de l’obtention d’une bonne précision pour notre modèle.

b-2°) Les principes de répartition de ces abonnés autour des nœuds

Les abonnés sont généralement répartis le long des tronçons. Or, il n’existe pas de

caractéristique de ces tronçons qui permette de tenir compte de ces abonnés. Il faut donc les répartir judicieusement sur les deux nœuds constituant les extrémités du tronçon. La théorie du service en route adaptée dans ces situations est résumée à travers le schéma de la figure 6 ci-dessous :





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Figure 6: Schématisation de la théorie du service en route

Cependant, il est très rare que les deux conditions soient remplies. De plus, le

calcul devenait très fastidieux. Dès lors j’ai choisi de simplifier cette répartition en raisonnant plus par rapport au nombre d’habitations situées à proximité des nœuds comme l’indique le schéma de la figure 7 ci-dessous :

Figure 7: Répartition de la consommation des abonnés sur les différents noeuds

b-3°) Limites de ce mode de répartition

Au vu des imprécisions cumulées tout au long de l’élaboration du modèle

hydraulique, le mode de répartition des abonnés et des consommations sur les nœuds de demande est largement satisfaisant et précis. Cependant, le logiciel n’est pas en mesure d’effectuer des calculs sensés lorsqu’il s’agit de traiter le cas des abonnés isolés et situés en bout d’antenne. Il est donc préférable de regrouper ces habitations-là vers l’amont de l’écoulement.





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C°) L’établissement d’un modèle plus élaboré tenant compte des variations journalières et saisonnières

1°) Les variations journalières Le logiciel Epanet nous permet de simuler le comportement du réseau sur une

journée entière et qui variera selon les variations de consommation de la population. Dès lors, il est nécessaire de différencier les consommateurs qui ont un comportement différent .

a°) Les catégories de consommateurs

Je me suis attaché, dans un premier temps, à distinguer les gros consommateurs

(consommation annuelle supérieure à 300 m3 environ) des autres. Mon second travail a été de trouver le domaine d’activité auquel appartenaient ces consommateurs. Dès lors, j’ai pu les regrouper de telle sorte qu’au final, j’obtiens neuf catégories de consommateurs:

• Les consommateurs domestiques représentant la majorité des abonnés

• Les bâtiments publics (mairie, douanes, écoles,…) dont l’activité se concentre uniquement en journée

• Les campings et centres de vacances qui sont occupés une petite partie de l’année (j’ai considéré que l’activité des campings s’étalait sur 3 mois).

• Les touristes qui comme les campings ne sont présents que sur une faible durée dans l’année. Sachant que certains quartiers de la ville sont très touristiques, il m’a paru nécessaire de distinguer les touristes des consommateurs domestiques et donc de ne pas négliger leur impact. J’ai attribué l’étiquette de touristes à tous les abonnés qui avaient une consommation inférieure à 50 m3 par an et dont l’adresse de résidence se situait hors du département.

• Les fermes où la forte consommation est liée à l‘élevage et à la culture, donc une consommation plus étalée dans la journée et la nuit.

• Les industriels (carrières, fabrique d’objets métalliques, …) qui ont une consommation plutôt linéaire et ce sur une durée précise dans la journée.

• Les boulangeries qui présentent la particularité d’avoir une activité importante avant l’aube.

• Les entrepreneurs ou artisans qui eux aussi ont un mode de consommation légèrement différent des bâtiments publics ou autres industriels.

• Enfin, le complexe Leclerc, le plus gros consommateur de la commune pour lequel il m’a paru utile d’approprier un mode de consommation distinct.

b°) Les courbes de modulation

Les courbes de modulation sont les outils qui permettent au logiciel Epanet de calculer les variations journalières de pression et de débit sur l’ensemble du réseau. Associées à chaque catégorie de consommateurs, elles représentent l’évolution de la consommation de la catégorie considérée sur une journée.

Elles se présentent sous la forme de courbes possédant une valeur différente à chaque pas de temps d’une heure. Le produit de ces valeurs saisies ou coefficients avec la valeur moyenne de consommation au nœud considéré nous renseigne sur la consommation à cette heure là pour ce nœud.

La figure 8 suivante représente la courbe affectée à la catégorie domestique en période hiver :





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courbe domestique standard période normale

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

heures

ratio

domestique

Figure 8: Courbe de consommation domestique en période normale de consommation

Par exemple, si au nœud A, a été assignée une demande domestique de 1l/s, la

demande considérée à 10h pour le calcul sera de 1,8l/s et de 0,2 l/s à 2h. Un suivi débitmétrique chez un abonné ou sur les compteurs principaux de

distribution aurait du être effectué de façon à déterminer avec précision ces courbes de modulation. Cependant, il est impossible de suivre l’évolution journalière des débits de production vu que cette dernière n’est pas de notre ressort. De plus, le suivi d’un compteur domestique présente le désavantage d’être peu révélateur d’une population de plusieurs centaines d’abonnés. Dès lors, l’établissement de ces courbes s’est faite de façon empirique mais en tenant compte cependant des tendances connues.

L’annexe n°4 montre les différentes courbes utilisées pour les différents types de consommateurs.

c°) Un « consommateur » particulier et conséquent : les fuites

c-1°) La répartition du volume de fuites

Un des problèmes majeurs concernant la gestion du réseau réside dans un volume de fuites très conséquent et donc non négligeable lors de l’élaboration de notre modèle. Les seules données à notre disposition concernant le débit de fuites sont les bilans volumétriques annuels (année 2003, 2004 et 2005) disponibles en annexe 5. Ces données ne sont pas actualisées et ne nous renseignent pas précisément sur les volumes journaliers de pertes. Dès lors, l’erreur commise sur un volume relativement conséquent, comme on pourra le voir après le calcul, constitue l’imprécision majeure dans le fonctionnement de notre modèle. De plus, aucune sectorisation du réseau n’étant en place actuellement, il est impossible de répartir convenablement ce volume dans le réseau. Afin de minimiser les erreurs en terme de répartition, j’ai choisi de répartir le volume de fuites proportionnellement au linéaire de conduites et ensuite d’affecter la moitié du débit obtenu aux nœuds amont et aval du tronçon considéré (voir exemple sur la figure 9 ci-dessous).





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Figure 9: Exemple de répartition des fuites sur un tronçon

c-2°) Le calcul du volume de fuites

Afin de mieux comprendre le calcul qui va suivre, il est préférable de se référer aux différents schémas proposés mais également à l’annexe 5.

J’ai utilisé les données de l’année 2005 pour calculer le volume de fuites : certains volumes étant calculés sur une durée supérieure à un an, il a fallu dans un premier temps ramener les données sur une durée de 365 jours.

Le volume de fuites est égal à la différence du volume d’eau introduit dans le réseau et du volume consommé et exporté. Je considère que le volume consommé comprend le volume facturé, le volume consommé par des non abonnés du contrat d’Urrugne mais également le volume nécessaire au service non comptabilisé. Dès lors, le calcul mené dans le tableau n°3 nous donne les résultats suivants (les volumes s’expriment en m3) :

Année 2005 (365 jours)

V facturé Urrugne 623 829

V consommé par Biriatou 28 892

V non comptabilisé ou exonéré 11 609

Vconsommé 664 330

Vexporté 1 905 235

V mis en distribution 3 031 228

V fuites 461 663

Q fuites (en l/s) 14,64

Tableau 3: Calcul du débit de fuite sur le réseau d'Urrugne

A titre d’information, le rendement physique (sans considérer les pertes financières liées à la consommation des habitants non comptabilisés dans le contrat d’Urrugne) du réseau s’élève à 59 %.

c-3°) Les fuites en tant que « consommateur »

Afin d’être complet avec le chapitre consommateur, il est nécessaire d’affecter au débit de fuites une courbe de consommation particulière.

En théorie, le débit de fuite varie avec la pression du réseau. Plus la pression de service dans le réseau est importante, plus le débit de fuites va augmenter. La variation du débit de fuites varie proportionnellement avec la racine carrée de la pression. Par exemple, si le débit est de 1 unité pour une pression de 5 bars, il sera de 1,4 (1,4=(10/5)0,5) unités pour une pression de 10 bars.

Au cours d’une journée, les pressions diminuent notamment aux heures de pointe. Cette variation est de 2 bars environ. Pour un réseau à fortes pressions, cette diminution est





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moindre et ne cause donc pas une diminution significative du débit de fuite à ces heures de pointe. Exemple : à un noeud où la pression normale est de 15 bars, pour un débit de fuite de 1l/s, la variation de pression journalière de pression ferait qu’aux heures de pointe, le débit serait de 0,93 l/s.

Dès lors, dans un souci de simplification et de minimisation des imprécisions commises, j’ai choisi de considérer que le débit de fuites restait constant tout au long de la journée.

2°) Les variations saisonnières

En plus des variations journalières, il est très intéressant de connaître le comportement du réseau à toute époque de l’année et notamment en été. Ceci est d’autant plus vrai que la commune d’Urrugne est très touristique et que la population estivale est égale au double de sa population hivernale. Dès lors, il est nécessaire de travailler sur deux scénarii différents : un scénario « hiver » conforme à ce qui se passe la plupart du temps dans le réseau et un scénario été simulant le réseau pendant le jour de pointe lorsque la population et sa consommation est à son maximum.

a°) Le scénario « hiver »

Je me suis basé sur les index quotidiens des mois de janvier, février et première quinzaine de mars 2007 des compteurs principaux de distribution et de vente pour établir le scénario hiver. Il s’agit à présent d’identifier les différents volumes consommés par les différentes catégories de consommateurs pour que notre modèle puisse simuler ce scénario.

a-1°) Les volumes produits

Le tableau récapitulatif de l’annexe 6 permet de voir quels sont les débits de production retenus pour le scénario hiver.

Pour les cinq compteurs, j’ai opté pour des volumes qui se rapprochaient le plus du fonctionnement normal (proche de la moyenne des trois valeurs mensuelles obtenues). Il faut cependant noter qu’en ce qui concerne le compteur permettant de comptabiliser le départ en F 250 vers le réservoir d’Erreka, j’ai opté pour la valeur du mois de mars car cette conduite a été fermée au cours des deux mois précédents afin de ne pas épuiser les ressources estivales du Xoldo. Au total, 5706 m3 d’eau sont produits quotidiennement en hiver. Le débit correspondant s’élève à 66,04 l/s.

a-2°) Les volumes exportés

Hormis le comptage de Trabenia, les données quotidiennes concernant les autres compteurs d’export non télé surveillés ne sont pas disponibles. Dès lors, mon calcul s’est effectué sur les relèves mensuels (annexe 6) effectués par notre agent d’exploitation. Vu le ratio consommation exporté mensuel et annuel, j’ai décidé de considérer ces consommations constantes au cours de l’année. Les compteurs de vente comptabilisent les exportations d’eau vers les communes d’Hendaye et Ascain. Voici ci-dessous le détail des exports vers ces deux communes :

• Hendaye via 250 : 33,73 l/s (au niveau du nœud HENM1 sur notre modèle) via 200 : 3,13 l/s (au niveau du nœud HENM2 sur notre modèle)

• Ascain via le comptage de Gaïnekoborda : 1,159 l/s ( au nœud ASF3.2) via le comptage de Trabenia : 2,015 l/s (au nœud ASF11)

Dans ces volumes exportés, il faut également tenir compte de la commune de Biriatou. En effet, les habitants de cette commune sont desservis par le réseau d’eau potable





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d’Urrugne sans pour autant faire partie des abonnés de la commune d’Urrugne. Ces volumes n’étant pas à l’heure actuelle comptabilisés, il est nécessaire d’en tenir compte. En accord avec les plans et la consommation annuelle représentée par cette population, j’ai affecté une demande de 0,69 l/s au niveau du nœud CRI7.2 et une demande de 0,23 l/s pour le nœud COM5.

Au total, le débit total exporté s’élève à 40,954 l/s.

a-3°) Les volumes consommés sur le territoire d’Urrugne

• Les demandes des bâtiments publics, fermes, industriels, boulangeries, entrepreneurs et autre Leclerc sont relativement constantes tout au long de l’année. Tous réunis, ils représentent un volume de 231 m3/jr soit un débit de 2,677 l/s. En revanche, nous considérons la consommation des touristes et autres campings nulle en période hivernale.

• Les fuites, comme indiqué au paragraphe 1-c, représentent un débit constant de 14,64 l/s.

• Nous sommes désormais en mesure d’identifier le débit représenté par la consommation domestique. Il est égal au complément nécessaire afin de respecter l’égalité : Volume entrant = Volume sortant. Le débit domestique en hiver est donc de 7,77 l/s et le volume journalier de 671,33 m3.

b°) Le scénario « été »

Aucune donnée ne nous ayant été communiquée par nos prédécesseurs concernant

les consommations estivales, l’élaboration de ce scénario repose uniquement sur une façon assez subjective d’apprécier l’évènement « été ». Dès lors, il est difficile d’être totalement affirmatif quant à l’exactitude de notre simulation pour cette saison. Ce paragraphe expose le raisonnement adopté pour l’élaboration de ce scénario.

b-1°) Principe général

L’élaboration du scénario été se base sur le principe que l’été dure trois mois dans l’année tandis que le scénario hiver représente les neuf autres mois de l’année. Cette approximation tient compte du fait que la faible consommation hivernale ne dure pas vraiment neuf mois mais plutôt six mais également que les plus grosses consommations ne se concentrent pas sur trois mois mais plutôt deux.

b-2°) Les différents volumes concernés

Nous considérons constantes les valeurs relatives aux fuites, volumes exportés et volumes hors domestiques. Nous intégrons donc les valeurs relatives aux campings et touristes concentrées sur trois mois. Ils représentent un volume journalier de 948,26 m3 et par conséquent un débit de 10,975 l/s.

En ce qui concerne la consommation domestique, nous savons qu’au cours de l’année 2006, la consommation pour la commune d’Urrugne s’élevait à 636 447 m3. En ôtant à cette valeur les consommations annuelles des consommateurs hors domestiques considérés comme des abonnés d’Urrugne ainsi que neuf mois de consommation domestique à hauteur de 671,33 m3par jour, nous obtenons un volume journalier estival de consommation domestique égal à 3103 m3 soit un débit de 35,9 l/s. On note que cette consommation est 4,6 fois supérieure à la consommation hivernale.

A titre indicatif, le volume journalier pour le jour de pointe est de 9085 m3.





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b-3°) La consommation horaire de pointe

Tout réseau d’eau potable est dimensionné par rapport au débit horaire de pointe. En

effet, si le réseau répond favorablement à cet événement, il sera en mesure de supporter tous les autres évènements de consommation possibles. Il était donc important de ne pas minimiser l’importance des courbes de modulation estivales. Les valeurs données par la littérature concernant le coefficient horaire de pointe fluctue entre 1,2 et 2,5. Afin d’être sécurisé par les potentialités du réseau, j’ai opté pour un coefficient de pointe horaire de 2,5 à la fois pour les domestiques mais également pour les campings et autres touristes. La courbe de modulation domestique « été » est disponible à l’annexe 4.

III°) Le diagnostic du réseau

A°) Le calage du modèle en tant qu’outil de diagnostic

Le calage du modèle est l’étape qui permet de rapprocher le modèle le plus possible

de la réalité du terrain. En effet, les premières données citées aux paragraphes précédents décrivent l’architecture du réseau mais ne permettent pas de nous renseigner sur l’état du réseau (vieillesse des conduites, contraintes subies) ainsi que sur les éventuelles erreurs et éléments manquants des plans fournis au début de l’étude. Dès lors, plusieurs mesures sur le terrain sont nécessaires pour confronter ce modèle avec la réalité et le réajuster. Cette étape de calage fait donc office de diagnostic du réseau dans le sens où elle permet de connaître l’état des conduites et de repérer les différents disfonctionnements.

1°) Le principe du calage

a°) Les paramètres de calage

Le calage du modèle s’effectue sur deux paramètres : les consommations aux nœuds et les rugosités des conduites. Dans un premier temps, il est nécessaire d’ajuster les débits avec les débits connus. Nous tenons compte surtout des cinq débits de production et nous considérons que la répartition des consommations aux nœuds était relativement précise. Dans un second temps, il s’agit de jouer sur les rugosités des conduites pour s’approcher le plus possible de l’état intérieur de la conduite. En effet, la rugosité mesure les aspérités présentes dans les conduites. J’ai essayé d’attribuer la même rugosité aux conduites d’un même diamètre, même matériau et de dates de pose équivalentes. Ceci semble cohérent dans le sens où il est impossible de caler un réseau très précisément sur tous les tronçons mais qu’il se rapprochera plus de la réalité s’il est calé dans sa globalité.

b°) La méthode de calage

Afin de connaître les potentialités du réseau, il est nécessaire de le soumettre à des évènements de débits exceptionnels. En effet, la majorité du temps, le réseau doit faire face à des appels de consommation très en deçà de ses possibilités hydrauliques. Dès lors, les pressions aux nœuds sont très proches de la différence d’altitude entre la cote du réservoir l’alimentant et la cote du nœud (voir schéma n°10 explicatif ci-dessous).





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Figure 10: Schéma expliactif de la méthodologie de calage du modèle

Il est nécessaire de créer un fort changement de débit à différents nœuds du réseau

afin d’évaluer l’incidence sur la pression à ce nœud. Cette incidence correspond à la simulation d’une fuite réseau où les chutes de pression sont notables. Le meilleur moyen de créer une grosse fuite sur le réseau étant l’ouverture d’un poteau incendie (PI) (débits environnant les 17 l/s ou 60 m3/h), notre base de mesures sur le terrain reposait sur les tests aux PI.

c°) La manipulation sur le logiciel

Les débits mesurés aux PI étaient les débits à gueule bée ou débits maximaux. La pression aux PI devait être nulle pour ce débit. Il est possible également de mesurer la pression pour un débit inférieur au débit à gueule bée et de procéder au calage avec ces valeurs là.

Sur le logiciel Epanet, il est possible de simuler une ouverture de PI par le biais de deux méthodes :

• On affecte au nœud considéré un débit de fuites supplémentaire équivalent au débit maximal mesuré au PI. On vérifie après simulation, la pression à ce nœud. Si elle est proche de la valeur nulle, on considère que le modèle est calé à cet endroit là. Sinon, on ajuste les rugosités ou parfois même les diamètres de conduites amont de telle sorte qu’il soit calé.

• On lie le nœud à une bâche à charge fixée de 0 bars. On observe le débit qui permet d’alimenter cette bâche et on le compare au débit maximal mesuré.

2°) La campagne de mesures et de pressions et de débits

a°) La mesure des pressions statiques

Afin de mieux se familiariser avec le réseau et de détecter aisément les zones à hautes et faibles pressions, on a mesuré les pressions statiques sur l’ensemble du réseau au niveau des PI mais aussi sur des prises en charge chez des abonnés situés en hauteur. Ainsi, nous avons pu établir la cartographie des pressions du réseau d’Urrugne. Cette étape permet également de voir par rapport au modèle les endroits où les plans sont très éloignés de la réalité.





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Dans un fluide en mouvement, la pression statique correspond à la pression d’un capteur qui se déplacerait à la vitesse du fluide. Concrètement elle se mesure à l’aide d’un manomètre (voir photographies n°11 ci-dessous). Le principe de la mesure est le suivant :

Figure 11: Photographies et fonctionnement des manomètres utilisés

Le fluide (eau) pénètre par l’intermédiaire d’un orifice dans un tube dont l’extrémité

mobile se déplace proportionnellement à la force exercée par le fluide (F =pression * surface tube). Ce mouvement a pour effet la rotation de l’aiguille permettant de lire la pression finale. C’est le principe du tube de Bourdon.

b°) L’enregistrement de l’évolution des pressions statiques

La société AGUR s’est doté d’un enregistreur autonome numérique de pression qui est en mesure d’enregistrer les pressions à un pas de temps supérieur ou égal à la seconde et ce pour des périodes de plusieurs jours. Le logiciel Keller Logger permet la programmation et la récupération des données enregistrées par l’appareil. Ceci est intéressant pour observer l’amplitude de variation des pressions au cours d’une journée. Il permet ainsi l’affinage de la construction des courbes de modulation.

Cependant, cet outil sera plus utile lors des campagnes d’été où les variations de pression seront plus conséquentes. Il est utile également dans l’étude des points hauts d’un réseau qui sont les premiers touchés en cas de fuite ou de forte consommation. Ils constituent une référence lorsque l’on envisage un changement de fonctionnement du réseau.

Une petite remarque est à faire quant à l’utilisation de cet appareil. Il est préférable d’opter pour un pas de temps de l’ordre de deux voire cinq minutes afin de ne pas souffrir de la sensibilité de l’appareil et de la confusion créée par une surcharge d’informations. Il faut également retenir ensuite la courbe générale et ne pas tenir compte des éventuels écarts à cette allure générale.

c°) La mesure des débits aux PI

La campagne de mesure de débits et pressions s’est déroulée au cours des mois de février et de mars, et ce à l’occasion des tests annuels effectués par le SDIS des Pyrénées Atlantiques. La mesure des débits maximaux n’a pas pu se faire sur tous les PI parce qu’une ouverture franche des poteaux a pour effet néfaste de remettre en suspension les particules présentes au fond des canalisations. Vu que les tests s’effectuent en journée, les tirages des abonnés s’accompagnaient d’une intrusion de ces particules au niveau de leurs robinets. C’est pour cela que le nombre de mesures dans les agglomérations importantes est assez limité. Cependant, comme nous pouvons le voir en annexe 7, le nombre de points de mesures est suffisant pour réaliser un calage intéressant de notre modèle.

A noter que le compteur mesurant les débits (photos n°12 ci-dessous), est élaboré sur la base d’un compteur à hélice. Un système d’hélice est placé perpendiculairement à l’écoulement. La vitesse de rotation de l’hélice est proportionnelle à la vitesse de l’écoulement. Un système électronique (convertissant la donnée vitesse en volume par le





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biais de la formule Volume = Section*Vitesse fluide *Temps) nous permet de connaître le volume passant à travers le compteur.

Figure 12: Photographies compteur à hélice (à gauche) et montage de l'appareil sur le poteau (à droite)

3°) Le calage du modèle

Afin de suivre au mieux les raisonnements exposés pour toute cette partie, j’ai joint un plan où sont mis en valeur les tronçons traités par le calage (annexe 7 et annexe 2). Sur ce plan également, sont présents les points de calage avec les valeurs mesurées.

a°) Le calage des débits

Les seules données en notre possession concernant les débits sont les données inhérentes aux cinq compteurs de distribution en sortie des bâche et réservoir du Xoldo (voir figure n°13 ci-dessous).

Figure 13: Plan de positionnement et identification des compteurs de distribution

J’ai également tenu compte des débits circulants dans les stabilisateurs existants. Il est vrai que le calage des rugosités entraînera au final une modification au niveau de la répartition initiale des débits. Cependant, si initialement, les débits sont correctement distribués, il y a de fortes chances qu’ils le soient également à la fin du calage.





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a-1°) Des débits de fuite connus

Certains débits de fuite sont connus. En effet, un F250 permet l’alimentation du

réservoir d’Erreka sans desservir d’abonnés sur la commune d’Urrugne. Les relevés mensuels en entrée et en sortie de cette canalisation nous prouvent que lorsqu’il est ouvert en totalité, ce sont près de 170 m3 par jour d’eau qui se perdent via cette canalisation. On peut également penser à un défaut de la part d’un des deux compteurs car cette valeur représente seulement 6% du volume fourni. Cependant, j’ai décidé d’affecter cette perte de 2 l/s sur cette portion.

J’ai remarqué également que le stabilisateur de Florenia destiné à alimenter le F175 par le F200 en cas de fuite sur le F175, était passant à hauteur de 177 m3 par jour. Je pensais détenir une information quant au volume de fuites présent sur le vieux F175. Cependant, des manipulations au niveau de ces stabilisateurs, ont montré que le stabilisateur de Florenia ne fonctionnait plus. Dès lors, je ne peux plus exploiter cette donnée.

a-2°) Le calage des cinq débits de production.

• Calcul des volumes journaliers :

N’ayant pas de données sur les débits instantanés mais sur les volumes journaliers passant au travers des cinq compteurs de distribution, j’ai du procédé à un calcul indirect du volume journalier sur le logiciel. En effet, le logiciel est en mesure de nous présenter la courbe d’évolution des débits instantanés en sortie des compteurs et ce sur une durée de 24 h (voir courbe ci-dessous représentant l’évolution du débit sur la conduite en PVC125 alimentant principalement le quartier de Béhobie). Afin de connaître le volume passant quotidiennement à travers ces compteurs, nous devons calculer l’intégrale de la courbe « débit » sur une durée de 24 heures. Concrètement, il s’agit de calculer la surface délimitée par la courbe et l’axe des abscisses (voir figure n°14).

Cette opération quoique fastidieuse est primordiale pour cadrer les débits de départ du réseau.

Figure 14: Mode de calcul des volumes journaliers passant aux compteurs de distribution

Je rappelle dans le tableau n°4 ci-dessous les volumes ainsi que les diamètres de

distribution pour les cinq compteurs concernés.





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N° compteur Diamètre de distribution Volumes journaliers Débits correspondants

N° 1 125 mm PVC 110 m3 1,25 l/s

N° 2 200 mm Fonte 800 m3 9,26 l/s

N° 3 250 mm Fonte 3096 m3 35,83 l/s

N° 4 200 mm Fonte 200 m3 2,31 l/s

N° 5 250 mm Fonte 1500 m3 17,36 l/s

Tableau 4: Présentation des volumes passant au niveau des cinq alimentations d'Urrugne

• 1ère étape : Il est important de tenir compte du fait que le stabilisateur de Florenia est passant. Même s’il ne signifie pas la présence d’une fuite, il bouleverse l’équilibre des débits. La meilleure façon de modéliser ceci est d’augmenter la consigne aval du stabilisateur de façon à laisser passer un débit équivalent à une production de 177 m3 d’eau environ par jour. La consigne aval du stabilisateur aval de Florenia n’est dès lors plus égale à 11 bars mais plutôt 11,7 bars.

• 2ème étape : Les premières simulations ainsi que la logique hydraulique ont démontré que le débit d’alimentation de la commune d’Urrugne par le F200 était largement insuffisant par rapport au F250 vers Ascain. En effet, même si un F250 est censé produire plus de débit qu’un F200, l’écart ne peut être tel (débit huit fois plus important). Dès lors, il est judicieux de penser qu’il existe sur le F200 un obstacle qui fait que l’écoulement se fait prioritairement par le F250. Cet obstacle se matérialise par une perte de charge singulière qui correspond soit à la présence d’un réducteur de pression sur le tronçon AO18, soit à une vanne qui serait bridée sur le même tronçon. Après différents essais, il s’avère que le coefficient de perte de charge correspondant à cet obstacle est proche de 2000. Cette considération entraîne un rééquilibrage en terme de débit pour les trois alimentations d’Urrugne.

• 3ème étape : Même si le rééquilibrage est en train de s’opérer, il subsiste un décalage entre les débits au niveau des compteurs 1 et 2. Ce décalage s’élève à environ 80 m3 par jour au bénéfice du compteur 1. Le PVC 125 se comporte comme une conduite en PVC 90. Là aussi, au vu de la différence de diamètre, on peut penser que l’écart en débit est trop important et donc à la présence d’un éventuel obstacle sur la conduite. Cependant, n’ayant réalisé aucune mesure de calage sur la partie ouest du réseau et vu la faible quantité d’informations dont nous disposons sur la sa gestion passée, il est difficile d’expliquer ce phénomène. J’ai assigné une perte de charge singulière (coefficient 1000) sur le tronçon contenant le compteur n°1 afin de rééquilibrer les débits. Il faut savoir qu’à cet endroit là du réseau, l’insertion de cette perte de charge n’aura pas d’influence majeure. On obtient ,après calage des rugosités, les résultats présents à l’annexe 8.

b°) Les premières difficultés majeures

Dès les premières simulations, j’ai été confronté à un problème majeur. En effet, les

débits calculés par le logiciel Epanet étaient trois à quatre fois supérieurs à ceux mesurés sur le terrain. De plus, quelque soit le scénario que j’envisageais, le réservoir du Xoldo était constamment plein et ne marnait plus. Le problème venait forcément de l’alimentation initiale du réseau qui était trop importante. Je me suis donc attardé sur l’alimentation du réservoir du Xoldo (figure 15 ci-dessous).





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Figure 15: Schéma d'alimentation du réservoir du Xoldo

Le problème venait soit d’une erreur dans le diamètre de la canalisation de transfert (ici en 250 mm), soit d’une vanne fermant le by-pass qui contourne le réservoir. Les différents tests effectués sur Epanet ont rapidement montré que le problème se situait au niveau de la conduite de transfert. Deux hypothèses subsistaient alors :

• La conduite de transfert n’est pas un F250 mais plutôt une conduite de plus faible diamètre (150 mm si l’on en croit les simulations Epanet)

• Il existe une vanne qui briderait cette conduite Les résultats des deux configurations sont semblables. Le coefficient de perte de

charge correspondant à cette vanne (qui n’apparaît pas sur les plans) serait égal à 300 environ.

Un élément cependant me fait penser que la conduite est un F150 : il paraît absurde qu’au moment de concevoir le réservoirs du Xoldo, on ait choisi une conduite qui le mettrait la plupart du temps en situation de trop plein. De plus, le fait d’augmenter le diamètre de la canalisation ne permet pas de protéger les points hauts menacés lors des périodes de pointe. Vu que la partie production appartient à la Lyonnaise des Eaux et étant donc dans l’impossibilité d’y accéder, j’ai choisi d’affirmer que la conduite de transfert entre les deux réservoirs du Xoldo était un F150. De toute façon, même si la configuration est autre que celle proposée, le comportement hydraulique est sensiblement le même (cf. annexe 9)

c°) L’affinage en terme de rugosité

L’éventail des rugosités choisies va de 0,02 mm pour les conduites relativement lisses (conduites en PVC) jusqu’à 15 mm pour les conduites réputées les plus rugueuses. Cependant, en moyenne, j’ai affecté une rugosité de 2-3 mm pour les conduites en fonte. L’objectif du calage par les rugosités est d’affiner un modèle déjà grossièrement calé. En aucun cas, il ne faut utiliser une rugosité aberrante pour obtenir le débit mesuré sur le terrain. Il faut être également en mesure de justifier toute rugosité qui s’écarterait de l’intervalle [0,02 mm-7 mm].

Comme expliqué précédemment, il faut s’attacher à affecter une rugosité équivalente à tous les tronçons de même diamètre posés environ à la même époque. Le calage tronçon par tronçon est non seulement irréalisable (car l’équilibre global est impossible) mais faux. Cependant, le logiciel Epanet ne nous offre pas la possibilité de changer toutes les rugosités de conduites de diamètre semblable d’un seul coup. Il existe toutefois la possibilité d’exporter un scénario correspondant à des valeurs de rugosités différentes sous un format texte compatible également sous format excel. Cette passerelle est bien utile non seulement





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pour les rugosités mais également pour l’établissement des scénarii « été » et « hiver » et les différentes opérations qu’elles nécessitent sur les demandes aux nœuds.

Les valeurs utilisées au départ en terme de rugosité sont les valeurs par défaut du logiciel soit 0,1 mm pour tous les tronçons.

d°) Les problèmes majeurs rencontrés lors des différentes étapes du calage.

d-1°) Le calage des premiers points

On s’attaque tout d’abord aux points situés le plus à l’amont du réseau (points AI5, AI6,AI8, AI3, AI1 et HE1).

• On cale tout d’abord la conduite de transfert entre les deux réservoirs du Xoldo. Vu que la rugosité associée à toutes les canalisations est relativement faible, on essaie d’affecter à cette conduite une rugosité telle que les débits dans le réseau soient légèrement supérieurs.

• Le calage des points AI5, AI6, AI8 n’a pas posé de difficultés majeures. En effet, le débit calculé était relativement proche de celui mesuré. On a cherché à ne pas caler très précisément le débit des points AI5 et AI8. Le calage du point AI6 a été plus précis vu qu’il était uniquement alimenté par le PVC 125 et que le débit maximal ne varie pas sensiblement suivant les variations de rugosité en amont,.

• La première difficulté a été rencontrée lorsqu’il a fallu caler les points AI3 et AI1. Les figures 16 ci-dessous illustrent les débits initiaux obtenus pour ces deux points.

Figure 16: Résultats du calcul du débit maximal au noeud AI1 (120 m3/h à gauche) et au noeud AI3 (260 m3/h à droite)

• Le nœud AI3 est alimenté d’une part par le F250 et F300 vers Olhette, mais également par l’intermédiaire du F150 Ibardin. Au risque de déséquilibrer tous les débits de la partie est du réseau proche d’Ascain, on ne peut pas trop diminuer la rugosité relativement élevée (proche de 5 mm) des conduites en 250 mm et 300 mm. Dès lors, il faudrait que le F150 Ibardin soit lisse. Cependant, vu l’âge des tuyaux, il est difficile de le croire. Il s’avère en fait qu’une partie de la conduite en 150 mm a été remplacée récemment ce qui tend à rehausser le débit maximal au nœud AI3. Les changements opérés sur ces rugosités ont eu un impact direct sur le débit au niveau du nœud AI1 alimenté par une conduite de 100 mm de diamètre. Le débit initial est supérieur à hauteur de 35 m3/h au débit mesuré. Le F100 se comporte en fait comme une conduite de 80 mm. Dès lors, nous pouvons penser que le diamètre est en réalité de 80 mm.





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• Un cas de figure relativement semblable est apparu lors du calage du nœud HE1. Alimenté par un PVC 63 et une conduite dont le diamètre n’était pas explicitement mentionné sur le plan, le nœud HE1 souffre d’un débit insuffisant si cette conduite là est également un PVC 63. Le diamètre qui correspond idéalement est en réalité un PVC 110.

d-2°) Le problème du stabilisateur de Bardos Baïta

L’étude des points CO3 et CO2 avait pour objectif le calage du F175. Les premiers

évènements liés à l’exploitation du réseau ont montré que cette portion de conduite était fortement endommagée. Je m’attendais donc à ce que l’écoulement y soit fortement perturbée. Le nœud CO3 est alimenté par le F175, d’une part par le biais du stabilisateur aval de Bardos Baïta et d’autre part par le biais du stabilisateur aval de Florenia.

Le débit mesuré au PI est de 155 m3/h tandis que le calcul nous donne initialement un débit proche de 300 m3/h. Dès lors, même sachant que la conduite était fortement rugueuse, il était impossible de laminer le débit sans supposer la présence d’un obstacle sur ce tronçon.

Dans un premier temps, j’ai considéré qu’un obstacle s’était introduit dans la canalisation lors des nombreuses réparations de fuite. Cependant, le fait de ne pas être en mesure de l’affirmer m’a fait douter. Le réglage tardif du stabilisateur aval de Bardos Baïta (difficilement accessible car il est situé dans un regard constamment sous eau) a permis de lever mes doutes. En effet, le stabilisateur posé en fin d’année 2006 n’était pas un stabilisateur d’un diamètre de 150 mm comme indiqué sur les plans mais un stabilisateur aval de 80 mm de diamètre. La perte de charge se trouvait donc là.

Malgré cette découverte, le débit au niveau du modèle restait largement supérieur à celui mesuré. En m’attardant sur le court tronçon en 80 mm, j’ai pu observer que lors des simulations, de très fortes vitesses le parcouraient (supérieures à 5 m/s). Ceci m’apparaissant impossible et sachant que le débit maximal de sortie fixé par les constructeurs est de 16 l/s pour un stabilisateur de 80 mm de diamètre, j’ai décidé de compenser cette erreur par l’affectation d’une perte de charge uniquement pour les simulations incendie. Le coefficient de perte de charge correspondant est de 190.

Connaissant les débits maximaux (33 l/s pour un stabilisateur de 100 mm et 16l/s pour un stabilisateur de 80 mm), j’ai pu ensuite caler le F175 de telle sorte que le débit au nœud CO3 soit de 155 m3/h. La rugosité pour le F175 est très élevée soit 15 mm.

Le calage du nœud CO2 a permis d’attribuer une rugosité au PVC 110.

d-3°) Le calage à proximité du réservoir de Choucoutoun et de la

commune d’Ascain Le paragraphe suivant va traiter les nœuds AS4, AS2, HE2, CH5 et CH2. Ces nœuds

présentent la particularité de se situer sur des antennes prises sur le F250 et F300 vers Olhette alimentant les quartiers de Kechiloa et Socoa. Vu que les débits au niveau des poteaux de la conduite principale sont très élevés et que le SDIS était plutôt réticent à ouvrir totalement les poteaux d’incendie dans ces cas là, l’étude de ces nœuds était plus appropriée.

Il a fallu tout d’abord faire en sorte d’éviter l’écueil constitué par le débit important mesuré au niveau du noeud AS4 alimenté par un F150 qui il est vrai a été remplacé récemment. L’atteinte de cet objectif a été perturbée par le fait que le potentiel au niveau du nœud HE2 était plus élevé que le débit mesuré. Les trois figures n° 17 ci-dessous dressent un bilan des trois débits au niveau des nœuds AS2, AS4 et HE2.





40

31

34

D (en l/s )

E

B

I

T

6 0

50

D (en l/s)

E B I T

80

100

D (en l/s)

E B I T

Figures 17: Evolution débits horaires maximaux respectivement aux noeuds AS2 (110m3/h),

AS4(195m3/h), HE2 (285m

3/h)

Nous voyons qu’il sera difficile de parvenir à caler les trois débits. En effet, si l’on

augmente la rugosité en amont de façon à éliminer les 60 m3/h excédentaires au nœud HE 2, on pénalisera les nœuds AS2 et AS4. J’en ai donc conclu que le SDIS avait commis une erreur quant au débit mesuré sur le nœud HE2 (poteau non entièrement ouvert) et j’ai calé les F 300 et F250 de façon à satisfaire les exigences relatives aux nœuds AS4 et AS2.

Ce problème de débit trop conséquent se retrouvait dans une moindre mesure au niveau des nœuds CH5 et CH2. La seule solution qu’il convenait d’adopter, était d’augmenter singulièrement la rugosité du F150 Choucoutoun qui achemine l’eau du réservoir de Choucoutoun vers Socoa. En fait, la rugosité attribuée aux F150 était relativement faible conformément aux précédents calages. J’ai donc rehaussé cette rugosité pour cette portion en considérant qu’elle était égale aux rugosités des conduites amont en





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250 mm (rugosité proche de 5). Le débit obtenu reste toujours supérieur à la mesure mais avec un écart moindre (15 m3/h environ).

d-4°) Les quartiers de Socoa et Kechiloa alimentés par un seul F150 ? On traite à présent les nœuds CH20, KE8, KE4 et KE3. Les premières simulations présentaient des résultats qui soulignaient un déficit en

débit conséquent au niveau de ces quatre nœuds. Le repérage effectué à la reprise du contrat faisait état de la présence d’une vanne fermée entre les nœuds CH20 et CH5. Cette vanne permet en fait de sectionner l’une des deux conduites principales d’alimentation des quartiers de Socoa et Kechiloa. Sa fermeture paraît par conséquent assez étrange. On pourrait donc penser qu’elle était juste fermée pendant la période hiver. Une visite sur le terrain a permis de comprendre le phénomène. En fait, après manipulation, il est apparu que contrairement aux autres vannes de sectionnement dont l’ouverture nécessite 13 tours, cette vanne s’ouvrait sur un tour. Trois hypothèses peuvent dès lors être émises :

• Ce n’est pas une vanne de sectionnement, c’est donc un robinet de prise alimentant un branchement : l’étude de cette vanne est sans objet pour notre modélisation.

• C’est une vanne de sectionnement qui s’ouvrirait tel un branchement. Cependant, les robinets de branchement s’ouvrent dans le sens contraire au sens d’ouverture des vannes de sectionnement (sens des aiguilles d’une montre). Dès lors, la vanne ne serait pas en position fermée mais ouverte.

• Le robinet vanne en réalité ne fonctionne plus et le tour effectué ne correspond pas réellement à son ouverture : on suppose que cette vanne est restée ouverte. En conclusion, vu qu’aucun bruit n’est perceptible à la fermeture de cette vanne qui

sectionne une grosse alimentation, il paraîtrait logique de retenir la première ou la troisième hypothèse émise.

La figure n°18 ci-dessous permet de visualiser l’évolution du débit maximal pour le nœud KE8 lors des premières étapes du calage et donc après ouverture de la vanne précédemment étudiée. L’évolution des débits aux autres nœuds cités en début de paragraphe est la même que celle du nœud KE8.

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Figure 18: Evolution journalière du débit maximal au noeud KE8 (proche de 180 m3/h)

Nous voyons donc qu’un déficit en terme de débit subsiste. Le nœud KE8 est alimenté principalement d’une part par le F150 Signature qui alimente également le centre ville et donc le F150 Choucoutoun. Les précédents paragraphes ont montré qu’afin de ne pas pénaliser le calage des nœuds CH5 et CH2 notamment, on ne pouvait plus diminuer la rugosité du F150 Choucoutoun. La solution consiste donc à diminuer la rugosité du F150 Signature. Initialement, j’avais octroyé une rugosité de 3 à cette conduite. En la ramenant à 0,5, nous parvenons à obtenir un débit proche de 214 m3/h pour le nœud KE8 (figure 19).





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Figure 19: Evolution débit maximal au noeud KE8 après calage (proche de 205 m3/h)

Cet exemple est typique du fait qu’il faut tâcher d’obtenir un équilibre entre les nœuds et ne pas chercher systématiquement à caler avec précision tous les nœuds sous peine de ne plus pouvoir s’en sortir par la suite.

d-5°) La vanne fermée du chemin d’Elbarren

Le chemin d’Elbarren comprend les nœuds CH15 et CH13. La conduite longeant ce chemin est un F100. En respectant la configuration présentée par les plans, les PI du chemin d’Elbarren étaient en mesure de fournir un débit à gueule bée proche de 100 m3/h. Or les mesures sur le terrain montrent une insuffisance (débits maximaux inférieurs à 60 m3/h).

Il est apparu que la seule solution résidait dans le fait que l’alimentation des noeuds CH15 et CH13 se faisait indépendamment l’une de l’autre. Je me suis mis à chercher si une vanne ne sectionnait pas le linéaire de conduite entre les deux nœuds. Une étude sur le terrain a permis de la situer. Il s’agit d’une vanne qui avait été fermée car son ouverture engendrait un débit de fuite important.

L’apport de ce changement sur le modèle a permis la correction des valeurs des deux débits maximaux. Afin d’obtenir des débits proches de ceux mesurés, j’ai du affecter une rugosité relativement conséquente (8mm) pour le F100.

d-6°) Le quartier de Kechiloa (nœuds KE12, 13 et 14, CH14, 17 et 19)

Le calage des nœuds situés sur la commune de Kechiloa n’a pas posé de souci particulier. En effet, il n’a pas révélé d’incohérence notable avec les données présentes sur le plan. Cependant, il a été difficile d’attribuer des rugosités aux F80, F100 et F60.

Nous avions connaissance de deux éléments importants sur ce quartier là avant le démarrage du calage. Tout d’abord, une intervention pour fuite à proximité du nœud CH 14 et dans le prolongement du chemin d’Elbarren avait permis de s’apercevoir que les conduites dans ce périmètre là étaient très rugueuses. On disait même du F80 qu’il possédait le diamètre intérieur d’un PVC 63. Dès lors, ,je me suis attaché à attribuer des rugosités importantes (de l’ordre de 10 mm voire 15 mm à proximité immédiate de la fuite) à ces canalisations.

L’autre élément connu était le fait que le F80 de la rue Kafartenea avait été remplacé l’an passé. Ainsi, je lui ai associé une rugosité de 0,2 mm correspondant au matériau en fonte neuf.

Enfin, j’ai dû également procéder à une modulation des rugosités pour le F100 de façon à obtenir un calage plus précis à ce niveau . Les F100 les plus rugueux se situaient





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plutôt au sud du quartier de Kechiloa tandis que les F100 moins rugueux se situaient plutôt au nord.

d-7°) Les quartiers de Socoa et du centre ville.

Il a été difficile d’obtenir des points de calage au niveau de Socoa pour la simple et bonne raison que les premières ouvertures de PI ont souillé les conduites individuelles des habitations et ont même rendu impossible la consommation d’eau pendant plusieurs jours. Dès lors, seuls deux points ont pu être retenus comme étant des points de calage.

L’étude de ces points a cependant permis de détecter la présence de vannes fermées mais également de procéder à quelques modifications de diamètre sur certaines portions. En ce qui concerne les conduites non concernées par le calage des nœuds, nous leur attribuons la rugosité la plus couramment employée dans les autres agglomérations de la commune.

Pour les raisons invoquées ci-dessus, on se limite aux nœuds au débit maximal inférieur à 60 m3/h au niveau du centre ville. Les cas de figure rencontrés (maillages fermés à cause de fuite ou non) sont les mêmes que ceux traités précédemment. Dès lors, des vérifications sur le terrain ayant entériné les remarques émises, je choisis de ne pas développer le calage de ces zones là. Les rugosités paraissent être plus importantes aux abords de l’agglomération qu’à l’intérieur. C’est notamment le cas pour le F100 peu rugueux (1 mm) dans le centre et plutôt rugueux en périphérie (7 mm).

d-8°) La partie ouest du réseau et le quartier de Béhobie

Estimant le nombre de points de calage disponibles suffisant et au vu de la qualité des données transmises par le SDIS, nous pouvons considérer qu’hormis le quartier de Béhobie nous ne possédons aucun point de calage sur la partie ouest du réseau. Il faut dire que cette partie ne revêt pas un enjeu crucial dans le sens où des pressions suffisantes y sont présentes tout au long de l’année et que la grande majorité des abonnés vivent dans l’autre partie du réseau. Cependant, je me suis attaché à transcrire sur le modèle des éléments portés à ma connaissance (le renouvellement d’un PVC 90 en F100, des conduites plutôt anciennes sur cette partie là).

En ce qui concerne le quartier de Béhobie, je me suis dit qu’il fallait reconsidérer les rugosités notamment du F150 qui l’alimente depuis la sortie du réservoir. En effet, issu d’un réservoir différent avec des pressions différentes, ces canalisations ne sont pas forcément similaires aux conduites de la zone est. Afin de caler au mieux cette zone là, j’ai utilisé non seulement les points aux débits inférieurs à 60 m3/h mais également les autres dont le potentiel était relativement limité.

La rugosité finalement retenue pour le F150 est de 3 mm. D’autre part, le relevé des pressions statiques sur l’ensemble du quartier a permis

d’observer également que les pressions calculées par le modèle étaient légèrement inférieures (de 0,3 bars environ). Le fait que l’ensemble des poteaux étaient concernés ont éveillé mes soupçons quant à l’exactitude des caractéristiques des réservoirs de Béhobie. Un calcul simple permet de le justifier. Par exemple, considérons le nœud BEM4.Positionné à une altitude de 21m, il a un potentiel maximal de pression de 59 mce (cote trop plein du réservoir=80m). Or, le relevé de pression sur le poteau correspondant à ce nœud-là donne une valeur de 63 mce, ce qui est à priori impossible. Ce phénomène étant généralisé, j’en ai conclu que la cote trop plein du réservoir n’était pas de 80 m mais plutôt de 83 voir 84m. Le reste du calage ne revêt pas de particularité intéressante à mes yeux.

e°) L’état final du modèle Il est intéressant de dresser un bilan concernant la qualité du calage effectué. Il est

difficile de l’évaluer quantitativement. Le tableau présenté en annexe 10 permet d’observer les écarts entre les valeurs mesurées et les valeurs calculées par le modèle pour 39 points





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de calage. L’écart maximal entre deux points s’élève à 32% de la valeur pour des débits inférieurs à 60 m3/h et 15% de la valeur pour des débits plus élevés. La moyenne des pourcentages d’erreur est de 5%. Ces chiffres pourraient à première vue nous faire penser que le calage effectué est d’une qualité relativement moyenne. Cependant, il ne me semble pas judicieux de raisonner uniquement avec ces chiffres là. Il est préférable d’évaluer la philosophie de calage adoptée. Le calage a constamment tenté de donner un sens physique aux manipulations effectuées sur le modèle du moins lorsque cela était possible. Il est également important de s’attacher à connaître les manquements et les faiblesses dans notre connaissance du réseau.

4°) Les limites du modèle réalisé

a°) Les erreurs commises

Malgré le fait d’avoir assisté à une formation exclusivement consacrée au logiciel Epanet, il est difficile de connaître exactement les éléments dont on a besoin avant de caler un réseau hydraulique. Dès lors, à partir du moment où le matériel nécessaire n’est pas à notre disposition continuellement et qu’en plus, les variations de consommation sont relativement sensibles suivant les semaines, il est difficile de réunir tous les éléments nécessaires à un très bon calage. Une campagne de mesures doit être concentrée sur quelques jours et les mesures effectuées doivent être précises et si possible réalisées par la personne travaillant sur le modèle hydraulique. Les appareils utilisés doivent être opérationnels et doivent être capables de mesurer la pression dynamique pour un débit de 60 m3/h. Cette campagne doit permettre également de balayer tout le réseau. Contrairement à ce que je pensais avoir compris suite à la formation, la réalisation massive de nombre de points de calage est très importante. Elle aide à détecter les irrégularités du réseau (vanne fermée, diamètre erroné, présence de perte de charge singulière, etc.) mais également à compléter le repérage initial effectué sur le terrain.

Pour pallier au problème posé par la remise en suspension des particules des canalisations, il aurait été sans doute préférable d’organiser une campagne préalable de purges et peut être réaliser des mesures nocturnes dans les agglomérations.

En ce qui concerne les courbes de modulation, du fait que nous connaissions uniquement les volumes journaliers de production, il était difficile de pouvoir précisément les constituer.

b°) Les secteurs sujets à limites

La zone à l’Ouest du réseau où aucun point de calage n’a été réalisé paraît être une zone limitante de notre calage. En effet, même s’il semblerait qu’il n’y ait pas d’erreurs majeures et même si la zone n’est pas cruciale, on sera toujours en droit de douter de la conformité du modèle à cet endroit. Seule la réalisation de points de calage supplémentaires au cours des périodes correspondantes aux scénarii étudiés permettra de balayer ces doutes.

On fait la même remarque pour les parties de Socoa et du centre ville non soumises au calage.

Dans un autre registre, une zone autour du réservoir de Choucoutoun est sujette à réflexion. En effet, les pressions statiques calculées par le modèle sont d’environ 2 bars supérieures à celles mesurées sur le terrain sans qu’une raison valable ne puisse l’expliquer.

Au vu de la complexité de la zone et de son inaccessibilité, il est difficile de trouver une solution qui pourrait expliquer le phénomène observé. Il est préférable de remarquer que son fonctionnement n’est pas fondamental dans la desserte de la très grande majorité des abonnés.

Enfin, il est dommageable que nous n’ayons pas accès aux données de production (courbes de marnage des réservoirs, débits horaires de production, modes de gestion de la production, etc.). En effet, leur connaissance est primordiale. On parvient à émettre des





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hypothèses mais leur confirmation ne peut être réalisé que par la Lyonnaise des Eaux dont la sincérité peut être naturellement remise en cause. De même, la réalisation de scénario « été » s’est fait de façon empirique et pas assez précise. Le facteur limitant dans la proposition d’outils de gestion est la méconnaissance de la production et de sa gestion. L’alternative serait de réaliser une campagne de mesures estivale complète et trouver des moyens d’accéder à quelques éléments concernant la production .

5°) Les limites du logiciel Epanet rencontrées

Le calage a permis d’observer que le logiciel pouvait parfois, générer des erreurs qu’il s’agit ensuite de corriger.

• Tout d’abord, lorsqu’il s’agit d’alimenter un réservoir, le débit d’entrée de ce réservoir est largement supérieur au débit de sortie. Il semblerait qu’il tienne compte uniquement du diamètre de la conduite d’alimentation pour calculer le débit d’entrée. La situation s’est présentée à plusieurs reprises dans la modélisation de notre réseau. L’exemple du réservoir de Béhobie est le plus marquant. Les figures permettant de comprendre le phénomène sont jointes en annexe 11. La solution a donc été d’assigner une forte perte de charge singulière en entrée du réservoir de façon à ce que le débit d’entrée soit cohérent avec la demande en sortie.

• Concernant les réservoirs, afin de permettre un calcul cohérent et simplifié, il est préférable de modéliser deux réservoirs se trouvant côte à côte par le biais d’un réservoir unique ayant un volume équivalent à la somme des deux.

• Il arrive parfois également que le logiciel accepte le fait que de grandes vitesses (supérieures à 5 m/s) parcourent certains tronçons. Il est important de rester vigilant par rapport à cela car en réalité, ce type de vitesse n’est pas rencontré dans les réseaux d’eau potable.

• La simulation permettant de connaître le débit maximal à un nœud peut être également sujette à réflexion. En effet, suivant les variations journalières de consommation et la position du nœud, ce débit maximal peut fortement évoluer au cours de la journée. C’est pourquoi, il est important de connaître l’heure de la mesure et de chercher à situer la valeur moyenne journalière.

• Enfin, en ce qui concerne les messages d’avertissement, il apparaît parfois une remarque signifiant que le système n’est pas équilibré à certains pas de temps sans qu’on en connaisse la raison. Il me semble que ce message est lié dans notre cas au réglage des stabilisateurs. En effet, j’ai pu observer qu’en changeant la consigne des stabilisateurs et ce parfois à 0,1-0,2 bars près, les messages d’erreur disparaissaient. Je pense qu’il ne faut pas accorder de crédit à ces messages lorsqu’ils ne concernent que quelques pas de temps. Cependant, s’ils apparaissent de façon trop répétitive, ils témoignent d’un disfonctionnement réel du modèle.

B°) La recherche de fuites pour un diagnostic terrain du réseau

La campagne de recherche de fuites s’est déroulée en deux voire trois phases

distinctes. La première consistait à un repérage grossier des foyers fuyards. La deuxième avait pour objectif une localisation plus précise des fuites.

1°) La pré localisation des fuites

a°) Le matériel utilisé

Le principe de pré localisation est relativement simple. En effet, il consiste en la pose

d’enregistreurs de données acoustiques sur des points d’accès comme les vannes. Cette écoute se fait la nuit entre 2h et 4h, aux heures de plus bas tirage d’eau mais également aux





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heures où le bruit environnant est le plus faible. Le pas de temps de l’enregistrement est de 1s, ce qui réduit considérablement les erreurs commises à cause de bruits ponctuels.

L’interprétation des résultats se fait de deux façons :

• Par une lecture visuelle sur les appareils

• Par le biais d’un logiciel d’interprétation des résultats stockés dans les pré localisateurs.

Figure 20: Mallette de 15 pré localisateurs (à gauche) et principe de pose des appareils (à droite)

Les appareils peuvent mesurer le bruit sur une distance de 200m pour la fonte et sur 50m pour le PVC. Ces distances peuvent varier suivant la qualité du contact entre l’aimant du pré localisateur et le carré de vanne.

b°) L’interprétation des résultats

Les pré localisateurs utilisés sont des appareils « intelligents » dans le sens où ils ne se contentent pas de donner les valeurs en décibels des bruits enregistrés mais qu’ils indiquent le degré de probabilité de ces fuites.

L’attribution de ces degrés de probabilité se fait suite à un calcul de différentes caractéristiques de bruit qui sont significatifs de la présence d’une fuite. Ces attributs sont les suivants :

• Le « seuil critique de bruit » qui correspond au niveau sonore le plus bas, dépassé pendant 99% du temps d’enregistrement. C’est le paramètre le plus important parce qu’il indique le niveau sonore lorsque aucun autre bruit aléatoire (tel que le bruit de la circulation) ne s’ajoute au bruit de fuite.

• Le « pic » est le niveau sonore le plus fréquemment enregistré, c’est à dire qu’il s’agit du niveau sonore en dB qui se présente le plus souvent (mesuré à intervalle d’une seconde). Plus cette valeur est élevée, plus cet enregistreur risque d’être proche d’une fuite.

• La « largeur » est la plage de valeurs sonores entre la valeur critique et la valeur maximum. Une largeur symétrique étroite indique la présence d’une fuite.

• Le « nombre d’enregistrements » est le nombre de mesures du niveau sonore du pic, exprimé en pourcentage du nombre total d’échantillons de mesure. Plus le nombre de d’enregistrements est élevé, plus la source sonore mesurée est constante et plus un bruit risque d’être dû à des fuites. Les appareils intègrent les données et attribue un degré de certitude sur chaque point

étudié.





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c°) Analyse des résultats obtenus

La campagne s’est déroulée sur un mois. Elle a permis de balayer la quasi-totalité du

réseau en fonte et quelques tronçons en PVC. L’outil est très intéressant en terme de rendement car il nécessite uniquement que les

vannes choisies soient propres. En effet, la pose et la récupération des appareils est rapide. De plus, l’analyse qu’il effectue accélère également le processus de détection des fuites. Cependant, l’analyse post-recherche effectuée nous amène à penser que l’interprétation fournie par l’appareil est parfois fausse. En effet, il s’est révélé que de nombreux sites présumés fuyards ne l’étaient pas en réalité. A la lecture des résultats fournis, il apparaît deux choses :

• Tout d’abord, la gamme de seuils de bruit enregistrés s’étend approximativement de 15 à 80 dB. Les bruits inférieurs à 20 dB ne sont pas répertoriés comme étant des bruits de fuite. En fonction des autres facteurs de distinction de fuite, les bruits à l’intensité supérieure à 20dB sont considérés ou non comme des bruits de fuite. Le constat effectué est que les cas de fuite présumés mais non vérifiés sur le terrain sont des bruits d’une intensité comprise entre 20 et 30dB. Cependant, les fuites détectées étaient à l’origine d’un bruit persistant à hauteur de 80dB.

• L’aide apportée par l’analyse intégrée du pré localisateur est intéressante car elle permet d’éliminer rapidement tous les secteurs non fuyards. Cependant, avant d’engager une recherche de fuites plus précise, il est nécessaire de réaliser sa propre analyse des bruits enregistrés. Le constat énoncé au point précédent peut aider à intervenir sur les fuites les plus urgentes.

La carte correspondante aux résultats obtenus sur la commune d’Urrugne sont disponibles en annexe 12.

2°) La corrélation acoustique

a°) Le matériel utilisé

La corrélation acoustique est la détection par calcul du positionnement des fuites d'eau sur les réseaux de canalisations en charge et enterrés. Comme le montrent les photographies suivantes (figure n°21), le corrélateur acoustique est composé de deux amplificateurs qui mettent en forme les signaux captés par les émetteurs posés sur deux vannes isolant la fuite pressentie. Il est également doté d’un calculateur qui permet d’analyser les deux signaux réceptionnés par liaison radio et de visualiser l’amplification sélectionnée. La lecture de pics à l’écran ainsi que l’écoute de la qualité du bruit au niveau du casque permettent de déceler la présence d’une fuite ainsi que sa localisation.

Figure 21: Photographies du calculateur du corrélateur (à gauche) et de l'émetteur lors de la campagne à Urrugne (à droite)





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Le principe de calcul de la position de fuite est le suivant (figure n°22) : Le bruit de fuite se propage vers les deux émetteurs à la vitesse du son. A partir de la

différence de temps delta(t) que met le bruit de la fuite pour arriver au capteur le plus lointain par rapport au capteur le plus proche de la fuite, on obtient un temps de propagation. Avec cette valeur, on est en mesure de déterminer la position de la fuite par le biais de la formule indiquée sur la figure ci-dessous. La seule donnée de base nécessaire au calcul est la distance L entre les deux émetteurs.

Figure 22: Principe de calcul de la position d'une fuite par le corrélateur acoustique

b°) Les résultats obtenus

La technique de la corrélation acoustique est une technique très intéressante pour la

localisation des fuites. Lorsque ces dernières sont importantes ou du moins engendrent un bruit conséquent, elles sont rapidement décelées. Dans le cas contraire, les bruits environnants (passage automobile ou autre) perturbent fortement l’écoute au niveau du casque et les différents tirages des abonnés situés sur la portion traitée masquent la présence de la fuite. C’est pour cela qu’il est préférable d’effectuer plusieurs tirs de corrélation de façon à être certain de la présence ou de l’absence d’une fuite. Le fait qu’une fuite sur un branchement puisse engendrer un bruit de fuite sur la portion considérée complique également la détection de la fuite. En effet, le pic est bien observé à l’endroit du branchement sans que la fuite se trouve forcément au niveau de l’intersection.

Tous ces éléments font que le corrélateur acoustique est un appareil très subtile nécessitant un raisonnement critique permanent. Cet appareil demande également de la pratique car les cas de figure rencontrés sont constamment différents et seule une confrontation des résultats précédemment obtenus peut permettre d’établir des conclusions précises.

Les résultats obtenus suite à la campagne de corrélation sont mitigés. On a certes pu déceler cinq fuites sur des diamètres conséquents mais deux fuites (relativement importantes vu le bruit qu’elles occasionnent) n’ont pu être positionnées précisément. Je reste également persuadé que d’autres foyers de fuite moins importants n’ont pas été décelés par la corrélation et ce malgré les deux campagnes de nuit destinées à éliminer tous les bruits parasitant le calcul.

3°) L’écoute au sol

Le système d’écoute au sol est utilisé en dernier lieu lorsqu’il s‘agit de confirmer la présence d’une fuite et de la localiser précisément. Comme son nom l’indique, il se traduit par une écoute au sol le long de la canalisation. Le bruit de fuite est détecté lorsque d’une





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part l’intensité acoustique augmente, et d’autre part lorsque le bruit écouté est révélateur de la présence d’une fuite.

Les résultats obtenus sont relativement médiocres puisque sur les cinq sites fuyards évoqués au paragraphe précédent, un seul a donné un résultat positif avec l’écoute au sol. Quant aux autres sites, la distinction est loin d’être évidente. Enfin, la réparation des fuites détectées étant programmée pour la fin du mois de juin, je ne suis pas en mesure de prouver définitivement l’efficacité de la campagne de recherche menée.

IV°) Optimisation du fonctionnement actuel du réseau

A°) Méthodologie d’établissement des différents scénarii de gestion

1°) Les différentes contraintes

De façon à répondre précisément aux objectifs présentés au début du rapport , nous

devons tenir compte de certaines contraintes lors de l’établissement des scénarii. Par exemple, afin d’augmenter puis de conserver durablement un rendement

important, il nous paraît judicieux d’opter pour un projet de sectorisation du réseau (voir paragraphe suivant). Cependant, cette sectorisation limite fortement les possibilités en terme de gestion. En effet, la fermeture de maillages nécessaire à cette sectorisation limite l’alimentation des points hauts lors des épisodes de fort tirage.

De même, la pose de réducteurs de pression entraîne une diminution du débit qui peut être néfaste à la satisfaction des normes incendies mais également en vue de l’augmentation future du nombre d’abonnés.

Enfin, l’afflux massif de résidents saisonniers sur la commune d’Urrugne fait que le régime de pressions est singulièrement différent entre l’hiver et l’été. De fait, les scénarii de gestion doivent, dans la mesure du possible, permettre l’alimentation de toutes les zones d’Urrugne aux conditions de débit et de pression définis dans les objectifs.

Ces contraintes permettent, de par la limitation des possibilités de gestion, de cerner les priorités inhérentes au réseau et de ne pas s’engager sur des pistes de gestion peut être

originales mais néanmoins inadaptées aux principaux objectifs . 2°) La sectorisation

a°) Principe de la sectorisation de réseau

La sectorisation d’un réseau consiste en sa décomposition en un ou plusieurs sous

réseaux pour lesquels les volumes mis en distribution sont mesurés en permanence ou de façon temporaire. Un réseau de distribution peut être divisé en plusieurs niveaux de sectorisation en fonction de sa taille.

• 1er niveau : Le 1er niveau de sectorisation doit permettre un suivi annuel des volumes mis en distribution et est organisé sur la base des zones d’influence des différentes ressources en eau et étages de pression. La délimitation de ce premier niveau de sectorisation est relativement aisée pour la commune d’Urrugne. Nous pouvons considérer que les zones d’influence sont définies par les différents réservoirs présents sur le réseau. Les compteurs de distribution présents également en sortie du réservoir (voir annexe 1) permettent de chiffrer les volumes annuels et réaliser un suivi économique des pertes sur le réseau. Cependant, ces compteurs devraient être télégérés de façon à s’assurer au jour le jour qu’il n’y a pas de disfonctionnement. De plus, dans notre cas, ces compteurs peuvent également nous aider à connaître des débits de fuite relatifs aux différents secteurs de distribution. A l’heure actuelle, les





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débitmètres électromagnétiques utilisés pour le comptage des cinq branches de distribution sont télégérés par la Lyonnaise des Eaux. Cependant, l’information en terme de débit nocturne notamment, ne nous est pas accessible. La télégestion étant propriété de la Lyonnaise et non de la collectivité, il faudrait soit installer une télégestion pour les cinq compteurs, soit parvenir à s’entendre avec nos concurrents de façon à récupérer les données qui leur sont accessibles.

• 2ème niveau : Le 2ème niveau de sectorisation n’est pas indispensable pour le suivi économique des pertes sur le réseau. Il permet cependant de diviser un grand secteur de distribution en plusieurs sous-secteurs et par la connaissance des débits minimaux nocturnes de mieux appréhender la localisation des fuites. Chaque sous secteur doit être équipé d’un compteur à tête émettrice d’impulsions (voir paragraphe sur les appareils de sectorisation) et dont les données seraient récupérées puis stockées dans une base de données informatique. La mise en place de ce niveau de sectorisation doit faire suite à une étude technico-économique la justifiant. Lors de l’établissement des sous secteurs, il est important que chaque client appartienne à un seul secteur de distribution, et que l’on garde disponibles les possibilités d’alimentations condamnées lors de la fermeture de maillages.

• 3ème niveau : Le 3ème niveau de sectorisation d’aide à la pré localisation des fuites par manœuvre de vannes autrefois fréquent, apparaît aujourd’hui moins nécessaire du fait du développement des pré localisateurs acoustiques de fuites. Cependant, pour des réseaux aux longues portions PVC comme le nôtre, cette étape de sectorisation peut s’avérer nécessaire.

b°) La sectorisation du réseau d’Urrugne : un besoin nécessaire

Il est nécessaire de réaliser une étude technico-économique suivant une campagne

de recherche de fuites pour justifier la mise en place d’une sectorisation de niveau.

b-1°) Les enjeux techniques

Le gain technique représenté par la sectorisation a été déjà présenté précédemment.

• Il facilitera, par le biais de la fermeture de certains maillages, la compréhension du réseau pour les agents d’exploitation qui sont les acteurs principaux du réseau. A l’heure actuelle, le maillage est tel qu’il est impossible de connaître le sens d’écoulement de l’eau dans le réseau. Seule la modélisation du réseau d’eau le permet. Cependant, il est préférable de simplifier, sans bien évidemment tout sectionner, le fonctionnement du réseau.

• La sectorisation assurera un gain de temps et d’efficacité dans la recherche de fuites. De plus, la moitié du linéaire de conduites est en PVC collé (zones les plus fragiles du réseau). La campagne de recherche de fuites a montré la difficulté de balayer l’ensemble de ces zones. La présence d’une sectorisation permettrait de cibler les zones fuyardes et de les traiter avec efficacité.

b-2°) Les enjeux financiers

Le gain technique étant évident, il est nécessaire de faire une étude économique pour

justifier l’investissement dans une sectorisation. Nous venons de démontrer que l’usage de la sectorisation était nécessaire à l’atteinte des objectifs de rendement fixés. On va dès lors comparer les gains obtenus par le biais de l’augmentation du rendement sur la durée du contrat et le coût représenté par la pose de compteurs de sectorisation et la télé gestion qui leur serait associée.

Le tableau n°5 permet d’évaluer le gain effectué sur la durée du contrat. Le calcul se base sur les enjeux en terme de rendement et d’indice de perte linéaire établis dans le





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contrat. En ce qui concerne l’évolution du volume consommé, on estime à 3% l’évolution annuelle de la consommation d’eau.

Année 2 007 2 008 2 009 2 010 2 011 2 012

Indice linéaire pertes (m3/j/km) 8,2 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5

Pertes sur un an (m3) 469 901 429 788 401 135 372 483 343 830 315 178

Rendement (en %) 58 60 63 65 68 70

Volume consommé 636 447 655 540 675 207 695 463 716 327 737 817

Volume acheté 1 106 348 1 085 328 1 076 342 1 067 945 1 060 157 1 052 994

Coût total des fuites (en €) 158 686 145 139 135 463 125 787 116 111 106 435

Gain attendu en € / an 13 546 9 676 9 676 9 676 9 676

Année 2 013 2 014 2 015 2 016 2 017 2 018

Indice linéaire pertes (m3/j/km) 5,0 4,5 4,0 3,9 3,9 3,8

Pertes sur un an (m3) 286 525 257 873 229 220 223 490 223 490 217 759

Rendement (en %) 73 75 78 79 79 80

Volume consommé 759 951 782 750 806 232 830 419 855 332 880 991

Volume acheté 1 046 476 1 040 622 1 035 452 1 053 908 1 078 821 1 098 750

Coût total des fuites (en €) 96 759 87 084 77 408 75 472 75 472 73 537

Gain attendu en € / an 9 676 9 676 9 676 1 935 0 1 935

Gain total durée du contrat (en €) 85 148

Tableau 5: Gain effectué en respectant les objectifs annuels de rendement du réseau

c°) Les équipements de sectorisation et leur fonctionnement

c-1°) Le cahier des charges des outils de sectorisation recherchés

La sectorisation que l’on veut mettre en place consiste en la pose de compteurs de sectorisation au niveau des sites précisés dans les annexes 14 et 17. L’intérêt de la sectorisation est de détecter en temps réel la position de la fuite. Pour cela, il est nécessaire d’équiper ces compteurs à l’aide d’un outil qui permet d’avoir accès aux index et débits quotidiens sans se déplacer sur le site, être alerté en cas de dépassement d’un certain débit de fuite nocturne. Ces appareils devront être autonomes en énergie puisqu’il sera trop coûteux de poser une ligne électrique sur tous les sites. Ils devront également être étanches en cas d’intrusion d’eau dans les regards contenant les compteurs. L’équipement proposé ne doit pas être trop imposant ni trop coûteux.

c-2°) Le principe de la télégestion envisagée





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Figure 23: Schéma illustratif de la télégestion

Le schéma de la figure n°23 ci-dessus permet de voir les différents transferts d’information entre le compteur de sectorisation et les agents de terrain. Un poste local est posé près du compteur. Ce poste local récupère les informations contenues dans les impulsions du compteur à tête émettrice (une impulsion correspond à un certain volume d’eau). Ce poste local renvoie, via le réseau GSM, l’information au poste central équipé d’un modem de réception. Le poste central analyse rapidement les informations relatives aux index par le biais d’un logiciel. Il est possible également d‘automatiser le transfert des informations traitées par le logiciel vers des postes informatiques des agents du secteur concerné.

Le poste local peut également, en cas de dépassement d’un débit de fuite enregistré préalablement, prévenir l’agent de réseau en lui envoyant un SMS d’alerte.

Le poste local est autonome puisque fonctionnant grâce des piles lithium d’une durée de vie variant de 2 à 4 ans. Il bénéficie selon les constructeurs d’un degré de protection contre l’humidité voire l’immersion totale dans l’eau. Les degrés de protection rencontrés sont des degrés IP 67 (étanchéité de 30 min en immersion totale) et 68 ( étanchéité totale et constante) principalement.

Les équipements de sectorisation sont représentés dans les photographies de l’annexe n°13.

c-3°) Coût estimatif de la sectorisation

Le coût de la sectorisation comprend le coût du compteur de sectorisation, de l’équipement de télégestion ainsi que le coût du regard nécessaire.

Nature équipements Quantité Prix unitaire (en €) Prix total HT(en €)

Compteurs

Diamètre 250 mm 1 2 618,01 2 618,01

Diamètre 200 mm 4 1201,65 4 806,6

Diamètre 150 mm 4 1 054,65 4 218,6

Diamètre 100 mm 1 649,64 649,64

Télégestion 10 895,00 8 950,00

Regard de visite 10 1 500,00 15 000,00

Coût total HT(en €) 36 239,85

Coût total TTC (en €) 43 342,86

Tableau 6: Nature et coût de l'équipement de sectorisation proposé





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B°) Les différents scénarii de gestion proposés

Le paragraphe va développer les différentes solutions qui permettraient,

parallèlement à une sectorisation, une meilleure gestion du réseau. On y détaillera les avantages et inconvénients de chaque solution en illustrant les propos via des résultats chiffrés issus du logiciel Epanet. On procédera également pour chaque solution à une estimation de son coût.

1°) Scénario 1 : Un centre ville scindé en deux alimentations distinctes

Il est important de dire avant de détailler chaque scénario, que la principale difficulté est l’alimentation des points hauts (points hauts à Socoa, portion haute du centre ville, déchetterie). En effet, la sectorisation du réseau ne pose aucun souci hors pointe. Le but recherché est la protection de ces points hauts tout en essayant de conserver une structure équivalente sectorisée en hiver et en été. De plus, dans l’attente d’une réponse de la Lyonnaise des Eaux, je considère que le PVC125 Béhobie ainsi que le F200 Urrugne ne sont plus bridés et sont aptes à distribuer leur potentiel maximal.

a°) Origine du scénario

Le scénario est né d’une constatation faite lors de simulations pour un réseau où quasiment aucune vanne ne serait fermée (du moins sur la partie est du réseau). Le but de la manipulation était d’observer l’évolution des sens d’écoulements dans les conduites en hiver mais également lors des pointes en été. On peut observer rapidement que peu de sens d’écoulement varient et ce même lors de très fortes demandes. Ceci s’est révélé être une bonne chose pour le projet de sectorisation. Cependant, en ce qui concerne la zone que l’on a décidé de protéger (zone haute du centre ville), nous nous sommes aperçus qu’en période de pointe, elle était uniquement alimentée par le biais du F175 (par l’Ouest et non par l’Est comme actuellement). Du coup, m’est venue l’idée de respecter l’écoulement naturel et de séparer le centre ville en deux pour protéger la partie haute (hausse des pressions de l’ordre de 1 bar en période de pointe). L’autre partie du centre ville ainsi que les quartiers de Socoa et Kechiloa seraient alimentés par le F150 Choucoutoun et F150 Ibardin. Le reste du scénario relève du bon sens et du démaillage entre elles des cinq alimentations principales.

b°) Description du scénario 1

Le plan joint en annexe 14 permet de voir les modifications sur le réseau liées à ce

scénario ainsi que la localisation des compteurs de sectorisation. b-1°) La sectorisation et la fermeture des maillages correspondants

• Calcul des débits nocturnes : Le plan de ce scénario présenté en annexe 14 permet bien de situer l’emplacement

des maillages fermés. La sectorisation proposée découle ensuite d’un partage relativement équitable en surface du réseau et du respect du principe de non chevauchement entre secteurs. Afin de mieux cerner la façon de calculer le débit nocturne pour chaque secteur noté de 1 à 14, il est intéressant de lire le tableau n°7:





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Nom du secteur Localisation géographique

Compteur associé Formule calcul débit

Secteur 1 Courlecou jusqu'à réservoir de Béhobie Cp1 Q1= Cp1- Cp15

Secteur 2 200F vers Croix des Bouquets Cp2 Q2 = Cp2-Cp13

Secteur 3 Camping Aire Ona Cp3,Cp4 Q3 =Cp3+Cp4-Cp5-Cp6-Cp7

Secteur 5 175 F vers Croix des Bouquets Cp5 Q5 = Cp5 - Cp11- Cp14

Secteur 6 Croix de Kanpobaïta et Centre Ville Est Cp6 voir paragraphe ci-dessous

Secteur 7 Herboure-Olhette Cp7 Q7= Cp7- Cp8

Secteur 8 Choucoutoun Cp8 voir paragraphe ci-dessous

Secteur 9 Quartier de Kechiloa Cp9 Q9= Cp9

Secteur 10 Quartier de Socoa Cp10 Q10= Cp10

Secteur 11 Centre Ville Ouest Cp11 Q11= Cp11

Secteur 12 Chemin des Crêtes Cp12 Q12= Cp12

Secteur 13 Croix des Bouquets vers La Corniche Cp13 Q13 = Cp13

Secteur 14 Béhobie Cp14 Q14= Cp14

Tableau 7: Formules de calcul du débit de fuites sur la commune d'Urrugne après sectorisation

Ces règles de calcul seront valables pendant toute la période hivernale ainsi que pour la nuit en été. Vu que la donnée nous intéressant en terme de sectorisation est le débit nocturne, on peut dès lors se satisfaire de cette sectorisation.

• Dans un premier temps, certains secteurs ne sont pas séparés par un maillage fermé ou par l’absence de maillage mais par l’intermédiaire d’un stabilisateur aval intervenant uniquement en cas de grosses fuites (ou d’appels incendie) sur les antennes situées à l’aval. Les fuites que l’on cherche à repérer avec la sectorisation sont des fuites dont le débit est insuffisant pour rendre passant le stabilisateur aval. Dès lors, les stabilisateurs ne sont pas une contrainte pour la sectorisation mais un atout dans le sens où leur ouverture correspond à la présence d’une grosse fuite.

• Un problème se pose au niveau des secteurs 6 et 8. En effet, les deux secteurs sont en équilibre piézométrique et alimentent tous deux les quartiers de Kechiloa et Socoa. La présence d’une fuite sur l’un des deux secteurs tendra donc, dans des proportions différentes, à augmenter non pas le débit nocturne du débitmètre concerné mais les débits nocturnes des deux débitmètres. Il sera impossible de déterminer sur quel secteur se situe la fuite. Etant donné qu’il n’est pas en mon sens judicieux de séparer les deux secteurs (capacités débitmétriques limités aux quartiers de Kechiloa et Socoa et nécessité d’intervenir l’été sur la vanne sous peine de déficit d’eau aux agglomérations), il est préférable, s’il y a suspicion de fuite, de fermer l’alimentation de Socoa et Kechiloa par le biais du 150F Choucoutoun pendant une journée (voire envisager une intervention nocturne) et de voir sur quel secteur la fuite se situe. Il faudrait, dès lors, comparer le débit nocturne passant au niveau du compteur Cp6 et le débit au niveau du compteur Cp8 auquel on soustrairait les débits Q9 et Q10.

b-2°) La réduction des pressions

L’objectif fixé en terme de pressions étant ambitieux, il est nécessaire de procéder à

quelques remaniements au niveau du matériel de réduction des pressions :

• Tout d’abord, afin de limiter les pressions sur l’ensemble du réseau, il faut rajouter deux stabilisateurs de pression aval sur le F200 se situant en sortie de la bâche du Xoldo et sur le F300 vers Olhette (voir annexe 15 pour comprendre le dimensionnement des stabilisateurs de pression).

• Ensuite, le fait de scinder le centre ville en deux permet une protection de la zone haute notamment en été mais elle entraîne une chute au niveau des débits incendies sur la partie ouest du centre ville. Dès lors, il est judicieux de conserver un lien dynamique entre les deux zones qui se matérialiserait par la pose d’un stabilisateur de 80 mm de diamètre qui permettrait l’alimentation de la zone ouest du centre ville





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uniquement en cas d’appels incendie ou de grosses fuites. Afin de permettre cela , il faudra imposer une consigne aval faible bien inférieure à la pression qui est imposée en temps normal par l’écoulement inverse.

• Il serait également judicieux de déplacer vers l’amont le STAB Signature de façon à protéger la zone industrielle de Berroueta et les maillages en PVC qui s’y trouvent.

• La présence du STAB Socoa sera inutile dans l’hypothèse de l’application de ce scénario. En effet, la pression au niveau de cette zone là n’excède pas les 12 bars. De plus, le diamètre qui avait été choisi à l’époque me paraît largement sur évalué. En effet, l’antenne dessert uniquement quelques habitations alors qu’un STAB 150 mm possède un débit maximal de fonctionnement de l’ordre de 50 l/s. Du coup, la plupart du temps, le stabilisateur se trouve ouvert à hauteur de 4% de son ouverture maximale ce qui est bien évidemment trop faible. Au final, le scénario nous demande le déplacement de quatre des stabilisateurs

existant (mal dimensionnés ou n’ayant plus le même rôle suite au changement du mode de gestion) et l’achat d’un nouveau stabilisateur aval de 200 mm de diamètre.

b-3°) Le réglage des stabilisateurs

Après avoir situé ces stabilisateurs, il s’agit maintenant de les régler de façon optimale. Vu les variations de consommation entre l’hiver et l’été (mois de juillet et août), nous sommes dans l’obligation de proposer deux réglages différents. L’objectif est dans les deux cas d’avoir une pression supérieure à 2 bars en tout point du réseau :

• Le réglage « hiver » : On s’attache tout d’abord à recenser les points hauts concernés par chaque réglage. Ensuite, on fait en sorte qu’il y ait une pression suffisante à ces points là. Le tableau n°8 permet de voir les réglages choisis ainsi que la pression au point haut correspondant :

Nom du stabilisateur Altitude (en m)

Consigne aval (en bars)

Point haut correspondant et pression résiduelle

Rte du Filtre 107 6 COF 4.1 Carrière SOBACA

( 3 bars)

Bardos Baïta 83 7 CRF1.6 Rte Nationale10

( 3,4 bars)

Florenia 80 5,5

La Corniche 81 6

Tomasenea (ancien Signature) 79 6,5 SOF1.1 déchetterie (3,3 bars)

Col d’Ibardin 106 3,3 SOF1.1 déchetterie (3,3 bars)

Socoa 106 3,3 AOF19.1 Allée d’Herboure

(3,5 bars)

Centre ville 70 5

Tableau 8: Réglage "hiver" des stabilisateurs de pression dans le scénario 1

Les stabilisateurs dont les caractéristiques sont notés en bleu sont des stabilisateurs de secours (incendie ou fuites). On ne leur associe pas de point haut car ils n’alimentent pas seuls et en permanence un secteur.

La figure n°24 issue d’une simulation Epanet permet d’observer la répartition des pressions à l’heure de pointe en « hiver » pour ce scénario.





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Figure 24: Répartition des pressions à l'heure de pointe en hiver pour le scénario 1

• Le réglage « été » Le problème présenté par l’afflux massif de personnes en été est relativement épineux.

En effet, il est impossible de conserver le réglage « hiver ». On peut choisir deux options :

-soit on change deux fois par an la consigne aval des stabilisateurs (plus forte en été). Dès lors, vu la configuration du réseau, de façon à conserver des pressions minimales aux points hauts, le réglage serait le suivant.

Nom du stabilisateur Consigne aval (en

bars) Point haut correspondant et pression

résiduelle

Rte du Filtre ouvert CVI23.1 (chapelle Socorri) (3,8 bars)

Bardos Baïta ouvert CVI23.1 (chapelle Socorri) (3,8 bars)

Florenia 11

La Corniche 6

Tomasenea (ancien Signature) 10 SOF1.1 déchetterie (0,5 bars)

Col d'Ibardin 73 SOF1.1 déchetterie (0,5bars)

Socoa ouvert

Centre ville 5

Les simulations nous permettent d’observer d’une part qu’il n’y a presque plus d’eau

à la déchetterie à l’heure de pointe. Cependant, la déchetterie est isolée en extrémité d’antenne et est censée être fermée à l’heure de pointe. Il paraît donc plus intéressant de ne pas proposer la pose d’un surpresseur dans l’immédiat. Nous pouvons également voir que la marge de manœuvre est très restreinte pour les stabilisateurs aval. En effet, pendant la période nocturne en « été », les pressions sur la partie est du réseau seront diminuées de 1 bar environ par rapport aux fortes pressions de départ et de 0 bar sur la partie est . Ceci pose deux problèmes majeurs : d’une part, les défenses incendies notamment à Socoa ne seraient plus aux normes (pressions supérieures à 15 bars la nuit) et les conduites fragiles protégées le seraient bien moins au cours des mois d’été et risqueraient de rompre à de multiples reprises.

-soit on décide d’opter pour un système automatisé qui parviendrait à conserver des

pressions homogènes et faibles même en période été.





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b-4°) Le contrôleur électronique autonome Ce système consiste en la pose d’un deuxième circuit pilote réglé à une consigne de

pression plus élevée (dans notre cas, la consigne serait telle que la vanne se retrouverait ouverte). La permutation entre les deux circuits pilote se ferait de manière automatique aux heures de pointe. Le contrôleur électronique, alimenté par des piles d’une durée de vie supérieure à 2 ans, contrôle une électrovanne à impulsions fonctionnant en mode tout ou rien. Ce contrôleur électronique est programmable, la bascule étant assurée soit par le franchissement d’un débit de bascule soit par une programmation horaire définie auparavant. L’annexe n°16 permet de mieux se familiariser avec cet appareil. Cet appareil présente quant à lui deux avantages : d’une part, il permet de faire en sorte que les pressions ne remontent pas la nuit dans les quartiers sensibles et d ‘autre part, s’il est commandé par un débitmètre, il permet au stabilisateur de s’ouvrir totalement en cas de fortes demandes en aval et ce même en période hivernale. Cependant, l’apport sur ce dernier point n’est pas si intéressant que cela.

b-5°) Le réglage des stabilisateurs concernés

Dans l’absolu, il serait bien d’équiper tous les stabilisateurs hormis celui du centre

ville et de La Corniche. Cependant, vu le coût qu’engendrerait l’équipement de tous les stabilisateurs, il est préférable de cerner les priorités. Avant même de protéger les conduites et notamment les plus fragiles, l’objectif à atteindre par le biais de ces équipements-là est la mise aux normes des PI. Dès lors, vu le nombre de PI présents sur les quartiers de Socoa, Kechiloa et du centre ville est, il paraît obligatoire de les protéger prioritairement. Le choix d’équiper les stabilisateurs du Col d’Ibardin et de Tomasenea paraît être le plus judicieux.

Il aurait été plus pratique de faire basculer les stabilisateurs par l’intermédiaire d’un débitmètre utilisé pour la sectorisation. Cependant, pour des exigences liées à cette sectorisation, on ne peut agir de cette façon là. Dès lors, il faudra programmer les stabilisateurs de façon à ce qu’il passent en position haute aux horaires suivants : 8h-13h et 19h-23h. En fonction du mode de consommation de la population, ces horaires pourront être modifiés facilement.

En ce qui concerne les autres stabilisateurs, il est préférable de les laisser ouverts en été. Cependant, si le contrôleur s’avère être efficace et s’il apparaît que les changements de pression entre été et hiver sont trop dommageables pour les canalisations non protégées, il pourra être envisagé d’équiper également les autres stabilisateurs.

Enfin, une remarque très importante est à faire quant à l’utilisation de ces appareils électroniques. Il est impératif que le regard de visite des stabilisateurs équipés soit étanche et donc qu’une évacuation soit prévue en cas d’intrusion d’eau dans le regard.

La carte des pressions (figure n°25) correspondant à ce scénario aux périodes de basse consommation en été est la suivante :





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Figure 25: Répartition des pressions la nuit en été pour le scénario 1

La carte des pressions (figure n°26) à l’heure de pointe en été est la suivante :

Figure 26: Répartition des pressions à l'heure de pointe en été pour le scénario 1

2°) Scénario 2 : Un centre ville formant un unique secteur


Le scénario 2 diffère de celui du 1 dans le sens où l’alimentation du centre ville se fait

uniquement par l’intermédiaire du F150 Signature et l’ouverture nécessaire du F175 vers le centre ville ne se fait que l’été. Vu que l’alimentation des quartiers de Kechiloa et de Socoa nécessite un apport à la fois de la part du 150F Signature et du F150 Choucoutoun, on ne peut pas condamner le maillage entre ces deux alimentations. Dès lors, les scénarii 1 et 2 apparaissent comme étant les seuls satisfaisants autant d’un point de vue sectorisation que limitation de pression et protection du centre ville en été.

L’avantage principal de ce scénario par rapport au n°1 se situe dans le fait que le centre ville n’est pas alimenté en permanence par une conduite endommagée qui est susceptible de casser à de nombreuses reprises.





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b°) Description du scénario

En observant le plan joint en annexe 17, on peut visualiser les changements

effectués en vue du maintien du scénario 2.

b-1°) La sectorisation

En terme de sectorisation, peu de choses évoluent par rapport au premier scénario (voir

annexe 17). Elles concernent surtout le centre ville qui constitue dans ce cas de figure-là un secteur à lui tout seul. Cette modification en entraînera d’autres :

• Le secteur n°11 est alimenté par le F150 Signature et est constitué par la totalité du centre ville. Le compteur Cp11, est situé au niveau de l’entrée est du centre ville.

• Le calcul des débits s’en trouve légèrement modifié : Q5 = Cp5 – Cp13 Enfin, le problème posé au scénario 1 par les secteurs 6 et 8 n’est plus présent dans cette configuration là. En effet, la présence du stabilisateur amont fait que l’écoulement est unidirectionnel et qu’il ne peut y avoir d’écoulement du secteur 8 vers le secteur 6. Dès lors, en cas de fuite sur le secteur 6, seul le compteur Cp6 va connaître une forte augmentation et si seuls les index des compteurs Cp6 et Cp8 croissent simultanément, la fuite se situe sur le secteur 8. L’ouverture de la vanne en été permettant l’alimentation du centre ville par

l’intermédiaire du F175 fait qu’on ne peut plus utiliser la sectorisation sur la période été pour les secteurs 5,6, 8 et 11.

b-2°) Les modifications réseau

En plus du déplacement du compteur Cp n°5, l’application du scénario 2 entraîne quelques modifications par rapport au n°1. En effet, le stabilisateur posé afin de satisfaire les besoins en cas d’incendie sur la partie est du centre ville n’est plus d’aucune utilité. Cependant, si on veut s’assurer que la pression minimale sur les points hauts du centre ville soit de 3 bars, il faut installer un stabilisateur amont situé sur le F150 Signature et positionné en amont du maillage avec le F150 Choucoutoun. Un stabilisateur de pression amont permet d’assurer le maintien en amont, et ce quelque soit la pression en aval, d’une pression supérieure ou égale à la pression de consigne. Si la pression en amont est inférieure à la consigne, la vanne va se fermer afin de conserver la charge en amont. Si la pression est supérieure à la pression de consigne, la vanne va avoir tendance à s’ouvrir. Le stabilisateur amont se dimensionne de la même façon qu’un stabilisateur aval. On doit dès lors poser un stabilisateur amont de 150 mm.

Le réglage des stabilisateurs va être quelque peu modifié. En ce qui concerne les stabilisateurs situés sur la partie est, il n’y a aucun changement par rapport au scénario 1. Pour la partie est du réseau, on relève légèrement le stabilisateur situé sur l’antenne principale menant à Socoa (10,5 bars au lieu de 10 bars). En ce qui concerne le stabilisateur amont qui n’aura une utilité qu’en été et en cas de grosses fuites, on lui affecte une pression de consigne de 9 bars. Il faut noter également que la déchetterie n’est plus alimentée dans ce scénario en cas de gosses pointes. Si cela s’avère récurrent, il faudra songer à installer un surpresseur individuel. Les figures n°27 ci-dessous dressent l’état des pressions à l’heure de pointe en hiver et en été mais également l’état des pressions en période creuse l’été.





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Figures 27: Répartition des pressions respectivement à l'heure de pointe en hiver, la nuit en été et à l'heure de pointe en été pour le scénario 2





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3°) Scénario 3 : La protection du linéaire en PVC


Le scénario 3 prend souche dans une conversation que j’ai pu tenir avec un agent de terrain. L’idée évoquée m’a parue intéressante. Elle part du principe que les conduites les plus affectées par les hautes pressions n’étaient pas les conduites en fonte qui sont à même de supporter de fortes pressions. Le scénario fait en sorte de protéger les zones en PVC à fortes pressions et de ne pas brider les alimentations principales, fait qui pourrait s’avérer dommageable en cas de forte augmentation du parc des abonnés dans les années futures.

b°) Description du scénario

b-1°) La sectorisation

La sectorisation ainsi que la fermeture des maillages correspondants ne diffèrent pas des scénarii 1 et 2. Il est possible de choisir la configuration 1 ou 2 en fonction des critères retenus.

b-2°) Un parc de réducteurs de pression plus conséquent

Afin d’aboutir aux résultats recherchés par le scénario 3, il faut conserver les stabilisateurs de Choucoutoun et Signature tels qu’ils le sont actuellement. On les règle de façon à protéger les quartiers situés à l’aval (avec pose du contrôleur automatique basculant grâce au débitmètre de sectorisation en été). Cependant, on ne rajoute pas de stabilisateur ni au niveau de la route du Filtre, ni au niveau du col d’Ibardin en amont du réseau. On recense plutôt les antennes en PVC fragiles et on limite fortement la pression en service par la pose de stabilisateurs de pression de plus faible diamètre que ceux posés dans les scénarios précédents.

Le plan du scénario présenté en annexe 18 nous montre l’emplacement et le diamètre des cinq nouveaux stabilisateurs de pression. J’ai renoncé à la pose de stabilisateurs sur des courtes antennes (200-300m) mais également sur des antennes qui sont maillées (même si le maillage est fermé pour la sectorisation). En effet, en cas de besoin, les stabilisateurs pourraient être une contrainte supplémentaire à gérer. Dans l’urgence, il est préférable que l’agent dispose d’un réseau qui ne présente aucune difficulté de compréhension.

Nous savons qu’au maximum, le débit parcourant les stabilisateurs de pression de Bittola, Nekatoenea, Corroalbaïta et Trabenia est de 0,5l/s. Vu que pour le plus petit modèle de stabilisateur (diamètre 50 mm), le débit de fonctionnement maximal s‘élève à 2,9 l/s, on choisit d’adopter ce modèle. En revanche pour le stabilisateur d’Ascain dont le débit fluctue entre 0,8l/s et 4l/s, nous choisissons d’opter pour un stabilisateur de 80 mm (débit maximum de 7,5l/s) et ce parce que nous ne maîtrisons pas à l’heure actuelle les données estivales du compteur de Gainekoborda.

b-3°) Le réglage des stabilisateurs

Le réglage des stabilisateurs serait le suivant :





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Nom du stabilisateur Diamètre (en mm)

Réglage hiver Réglage été

Stab Signature 150 88 88 puis ouverture totale

pour débit supérieur à 20l/s

Stab Choucoutoun 150 45 45 puis ouverture totale

pour un débit supérieur à 14l/s

Stab Corroalbaïta 50 70 70

Stab Trabenia 50 60 60

Stab Nekatoenea 50 70 70

Stab Ascain 80 40 40

Stab Bittola 50 50 50

Stab Bardos Baïta 80 70 ouvert

Stab Florenia 100 60 110

Stab La Corniche 100 60 60

Tableau 9: Réglage "hiver" stabilisateurs de pression pour le scénario 3

Les débits d’ouverture calculés par le biais du logiciel Epanet sont les débits pour lesquels les pressions de service sur les points hauts deviennent inférieures à 2 bars. Il faut savoir également que de façon à éviter un basculement répétitif entre les deux circuits pilotes, le stabilisateur qui vient de repasser en position haute à 14l/s par exemple, ne va pas rebasculer en position basse à 14l/s mais à une valeur inférieure que l’on aura jugée appropriée. Cette plage de débits peut être modifiée si le basculement a lieu à de trop nombreuses reprises.

c°) Les résultats obtenus

Les cartes des pressions pour le scénario 3 diffèrent peu de celles obtenues avec les deux premiers scénarios. Dans l’hypothèse où on retient la configuration du scénario1 pour la sectorisation, on obtient la carte suivante (figure n°28) pour l’hiver à l’heure de pointe :

Figure 28: Répartition des pressions à l'heure de pointe en hiver pour le scénario 3

4°) Choix final du mode de gestion

a°) Les différents critères de choix retenus





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Les critères retenus afin de choisir la solution optimale ne se limitent pas à l’aspect financier. En effet, ce type de choix engendre non seulement des coûts directs mais également des coûts indirects. Il est facile d’évaluer les coûts directs. En ce qui concerne les coûts indirects, leur évaluation relève d’une subjectivité qui fait que le choix ne sera pas unanime. Cependant, il est nécessaire de les prendre en compte. Dans notre cas, les critères environnementaux n’ont pas une place prépondérante puisque les changements prévus dans les différents scénarii sont de même nature et occasionneront une nuisance relativement équivalente (coupure momentanée de l’eau et de la circulation) et peu importante. De plus, les ouvrages proposés n’auront pas un impact paysager fondamental. Dès lors, les critères retenus sont des critères moins subjectifs et qui relèvent des aspects prix et qualité des aménagements.

Les critères finaux sont donc le coût direct lié à chaque scénario, l’efficacité du système par rapport aux objectifs de départ, la fiabilité et la facilité de gestion du réseau modifié.

b°) La pondération des critères

Il est nécessaire d’attribuer un poids différent à chaque critère et ce avant même de connaître les valeurs attribuées à chacun. D’ailleurs, il est nécessaire de trouver une unité qui soit en mesure d’évaluer chaque critère. Le coût s’évalue en euros, les trois autres critères doivent être notées. Dans l’absolu, il faudrait trouver une méthode pour quantifier chaque critère et ainsi pouvoir les comparer de façon basique. Par exemple, il serait possible de juger de la fiabilité du système par l’estimation de la probabilité qu’un abonné se retrouve sans eau à Urrugne. Cependant, cette démarche est intéressante si on procède ensuite à une analyse multi-critères sur un logiciel adapté. On se contentera dans notre étude d’attribuer une importance à chaque critère et de les évaluer le plus objectivement possible.

Le critère le plus déterminant est le critère « efficacité » du système. En effet, les contrats d’affermage exigent des résultats chiffrés en terme de rendement, de pression mais également en terme de coût du service. Le critère « prix » est également déterminant mais dans une moindre mesure ici. Vient ensuite le critère « fiabilité du système » qui désigne à la fois la capacité du système à durer dans le temps mais également à satisfaire les abonnés . Enfin, vient le critère « facilité de gestion » qui permet d’évaluer la facilité de compréhension du système mais également le nombre d’interventions à réaliser par l’agent de terrain afin de mettre en place chaque scénario.

On décide donc de noter chaque projet sur 20 points. Le critère « prix » est jugé sur 5,5 points , le critère « efficacité » sur 7,5 points. Le critère « fiabilité » est jugé sur 4,5 points tandis que le critère « facilité de gestion » est noté sur 2,5 points.

c°) Evaluation multi-critères

c-1°) Le critère « prix »

Le prix correspondant à chaque solution se trouve en annexe 19. Il ne comprend pas le coût de la sectorisation qui a été évalué dans un paragraphe précédent. Nous observons que le coût de la solution 3 est singulièrement le plus intéressant des trois et que le coût des deux premiers scénarii est relativement proche. La différence se fait au niveau de la taille des équipements qui est moindre dans le scénario 3. Le coût maximal de la solution de gestion est égale au quart du budget alloué chaque année pour le renouvellement des canalisations. Vu le gain en terme de rendement et de protection des ouvrages du réseau qu’il va occasionner, on peut dire que ce coût est relativement faible.





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c-2°) Le critère « efficacité »

En terme d’efficacité, on va juger chaque projet sur la hausse de rendement,

l’homogénéité des pressions, la desserte en eau en tout point de réseau et à tout moment de l’année mais également la défense incendie.

Il faut noter que la sectorisation présente dans les trois projets permet d’augmenter de façon équivalente le rendement. Dès lors, le scénario 1 paraît être le plus efficace des trois quand il s’agit d’alimenter les zones hautes au cours de l’été. Le scénario 3 paraît être en retrait en ce qui concerne la diminution des pressions sur l’ensemble du réseau puisque certaines portions en fonte ne sont pas protégées. Cependant, il parvient à protéger les zones les plus sensibles. Le fait de ne pas avoir bridé les alimentations majeures fait que le potentiel débitmétrique et donc le service incendie sera plus performant. Cependant, les scénarii 1 et 2 répondent assez bien aux exigences incendies (voir annexe 20). Le scénario 2 en protégeant de façon certaine le centre ville par le biais du stabilisateur amont répond aux objectifs fixés à ce niveau là également. Néanmoins, en faisant cela, il limite quelque peu l’alimentation des points hauts de Socoa.

Les trois scénarii présentés répondent aux exigences liées aux objectifs fixés avec plus ou moins de certitudes. Dès lors, le critère « fiabilité » va nous éclairer quant à la connaissance du système le plus performant.

c-3°) Le critère « fiabilité »

L’importance de ce critère n’est pas négligeable. En effet, chaque solution proposée doit répondre aux besoins de toutes les habitations et ce sur la durée totale du contrat et même pour les contrats d’après.

Dans ce domaine, le scénario 1 est critiquable car la moitié du centre ville est alimentée par une vieille conduite dont on connaît les déficiences. Cependant, en cas de gros problème, le stabilisateur de « Florenia » permettra l’alimentation du centre ville en secours. En cas de souci majeur sur l’ensemble du tronçon F175, le stabilisateur « Centre Ville » est là également pour éventuellement secourir l’autre moitié du centre ville. De plus, le fait que le programme de renouvellement (voir chapitre suivant) prévoit de renouveler sur un linéaire important le F175, nous pousse à admettre le caractère fiable de cette option là. Le scénario 1 est celui en revanche qui possède le plus de marge en cas de très grosses pointes par rapport aux deux autres scénarii (0,5 bars supplémentaires aux points hauts du réseau)

Le scénario 2 est fiable. Le seul bémol qu’on peu émettre concerne le fait que le centre ville est protégé par le stabilisateur amont et qu’en cas de fuite sur la partie est du réseau, le quartier de Socoa serait le premier pénalisé. La remise en eau y serait plus compliquée. Dans les autres configurations et pour des fuites à débit moyen, le système tend à équilibrer l’approvisionnement en eau dans tous les secteurs.

Selon que le mode de sectorisation choisi pour le scénario3 soit celui du 1 ou celui du 2, le scénario 3 bénéficiera des mêmes critiques que celles énoncées précédemment. Cependant, la configuration n°3 présente l’avantage de permettre toute extension puisque les alimentations principales ne sont pas équipées d’un réducteur de pression. Cependant, à l’échelle du contrat, les extensions ne seront pas telles que le débit supplémentaire nécessite une hausse des consignes significatives. Il est possible cependant que sur la durée du contrat, les réglages proposés soient amenés à être légèrement revus à la hausse. En ce qui concerne le cas de figure « été », l’appareil de modulation permet d’ouvrir en totalité ces appareils et donc à une faible perte de charge singulière près, de permettre au réseau d’avoir son potentiel maximal.





65

Le dernier doute concerne les trois scénarii. Il se porte sur l’appareil de modulation. Il a certes fait ses preuves en Grande Bretagne et est développé par plusieurs constructeurs renommés, mais il est l’objet de quelques incertitudes. En effet, les spécialistes sont assez partagés quant à leur efficacité et leur utilité. Il est difficile également d’avoir des références puisqu’il est relativement récent et qu’il sera difficile de connaître l’avis des autres sociétés gestionnaires de services d’eau. Objectivement, son fonctionnement est relativement simple et peu coûteux en énergie. Son réglage doit certes être fin mais il est possible de le peaufiner au fur et à mesure de son utilisation. La source d’énergie (pile) est durable (1 à 2 ans de fonctionnement). Dans le pire des cas, un by-pass est prévu pour assurer l’alimentation en cas de souci. Vu l’apport du système pour notre réseau, il est intéressant de le tester sur la durée même si dans un premier temps, il est préférable de n’équiper que les deux stabilisateurs qui le nécessitent le plus.

c-4°) Le critère « facilité de gestion »

Hormis la présence du modulateur de pression, les ouvrages présentés dans les trois

scénarii ne présentent pas de difficultés majeures pour l’agent d’exploitation. En effet, les stabilisateurs de pression nécessitent un entretien annuel (lavage du filtre, tests de fonctionnement) qui ne représentent pas un investissement considérable. Toutefois, il est important que l’agent d’exploitation ait une parfaite connaissance du fonctionnement du réseau et des ouvrages mis en place de façon à pouvoir intervenir judicieusement en cas de problème.

Le scénario 2 nécessite l’ouverture manuelle de la vanne mentionnée sur les plans en vue du scénario « été » et donc la fermeture pour l’hiver. Il est cependant compliqué de définir exactement la durée de ces périodes là. D’autre part, il présente le désavantage de ne plus être fonctionnel en terme de sectorisation en période « été ». Ce changement de fonctionnement peut perturber l’agent en place.

d°) Choix de la solution finale

Le tableau n°10 suivant a été établi en toute objectivité sans aucune connaissance du résultat final.

Scénario 1 Scénario2 Scénario 3 avec

secto n°1

Scénario 3 avec secto

n°2 BAREME

Coût direct

Prix 4 4 5 5 5,5

Coûts indirects

Efficacité système

Rendement 1,75 2 1,25 1,5 2

Homogénéité pressions 2 2 1,25 1,25 2

Alimentation points hauts en pointe 2 1,5 1,5 0,75 2

Défense incendie 1,25 1,25 1,5 1,5 1,5

Fiabilité du système

Assurance de la desserte 2 2 2 2 2,5

Sur le long terme 1,5 1,5 2 2 2

Facilité de gestion 2 1 2 1 2,5

TOTAL 16,5 15,25 16,5 15 20

Tableau 10: Grille d'analyse du choix final du scénario de gestion





66

Il en résulte logiquement que les quatre solutions sont assez proches. Le projet de sectorisation n°1 paraît être le plus opérationnel car plus souple. Le choix entre les projets n°1 et n°3 est difficile et mérite une vraie réflexion. L’enjeu étant de savoir si on privilégie une diminution des pressions sur les portions en fonte où si on se limite au PVC. Vu la souplesse des stabilisateurs aval de pression, il semblerait cependant plus judicieux d’opter pour la solution n°1.

C°) Plan de renouvellement des canalisations sur la durée du contrat

Le premier objectif de la modélisation était de trouver une façon optimale de gérer le

réseau. Elle avait également pour objectif l’établissement d’un plan de renouvellement des canalisations à hauteur d’un million d’euros sur les onze années du contrat d’affermage. Le diagnostic du réseau (calage du modèle + diagnostic terrain) a permis de mettre en évidence la fragilité de certaines portions de conduites. Il est également important de prévoir de reprendre certaines portions afin d’assurer un service incendie correct. Le plan de renouvellement est établi en fonction du choix du scénario de gestion.

1°) Les portions de conduites sélectionnées

a°) Les conduites fonte en mauvais état

Le diagnostic du réseau a permis de voir que certaines conduites en fonte étaient très fragiles. La liste ci-dessous recense les différentes portions recensées comme étant prioritaires (se référer à l’annexe 21 afin de mieux se situer) :

• Le F175 et le F200 de la partie « ouest » du réseau sont les deux portions qui ont été sujettes au plus grand nombre de fuites. Chaque réparation a été révélatrice du fait que les conduites étaient dans un piteux état. Il faut savoir également qu’elles sillonnent un terrain vallonné où les ventouses existantes ne sont plus fonctionnelles pour la plupart. Le changement des ventouses est à réaliser dans la partie renouvellement des accessoires réseaux. Etant dans l’impossibilité de remplacer tout le linéaire dans ces deux diamètres, il serait bien de changer les portions qui ont le plus souffert (fortes pressions) et de poser des vannes de sectionnement afin de bénéficier d’une plus grande souplesse. On choisit de remplacer 900 m d’un F200 affaibli situé sur plusieurs prairies. En ce qui concerne le F175, on remplace environ 300 m de conduite dans une forêt assez pentue, 550 m sur une route où circulent en masse des camions, et enfin 250 m dans une zone potentiellement fuyarde.

• Le diagnostic a également permis d’observer une dégradation de certaines portions en fonte au niveau du quartier de Kechiloa. C’est notamment le cas du F80 et du F100 longeant le chemin d’Elbarren mais également celui de Kauterenborda.

b°) Le renforcement des défenses incendies

Le tableau présenté à l’annexe 20 montre que certains PI ne répondent pas aux

exigences suite à la mise en place des nouveaux stabilisateurs. Afin de remédier à cela, il est nécessaire de renforcer certaines portions. Le F80 du chemin d’Elbarren pourrait être remplacé par un F100 tout comme le F60 de la Route de Souhara. Le F100 d’Elbarren pourrait également à terme être remplacé. En effet, le calage du modèle a démontré la présence de fortes pertes de charge sur ce tronçon.

La fermeture du maillage entre les secteurs 7 et 3 a entraîné une chute du débit incendie au niveau du chemin d’Axarrittipi. Le PVC 110 puis le PVC 90 qui s’y trouvent présentent de plus la particularité de se situer sur des parcelles privées. En posant un PVC 110 sur toute la longueur constituée par le chemin d’Axarrittipi, on ferait d’une pierre deux coups puisqu’on réglerait en même temps les problèmes de défense incendie.





67

L’isolement des secteurs est à l’origine d’une diminution du débit au niveau du poteau AI1 qui du coup n’est plus aux normes requises. Si l’on se fie au calage du modèle, la conduite sur cette rue paraît endommagée. Il faudrait la remplacer par un F100 sur quelques centaines de mètres.

Les problèmes de défense incendie sont également observés sur le quartier de Béhobie et notamment au niveau du lotissement Aldapa situé en hauteur. Le changement du diamètre sur l’ensemble de la rue ne serait pas suffisant pour résoudre le problème. Il faudrait peut être penser à poser une réserve incendie de 120 m3 qui pourrait alimenter les PI de la rue Aldapa.

c°) Le PVC

La campagne de recherche de fuites ayant surtout traité la partie fonte du réseau et

le calage n’ayant pas apporté de connaissances fondamentales sur le PVC, nous ne sommes pas en mesure de dire quelles sont les portions en PVC les plus abîmées. Dès lors, le choix effectué s’est porté d’une part, sur la connaissance de la localisation des fuites passées et d’autre part, sur les valeurs des pressions qui ont pu les traverser.

• Le PVC 110 du chemin de Bittola a connu de nombreuses réparations récemment. Il est le siège de fortes pressions.

• Dans le même cas de figure, le PVC 90 du chemin de Dolarea est l’objet de fortes pertes de charge. Les habitants s’y trouvant affirment que la conduite est en très mauvais état. De plus, lors de la campagne de mesures de pression, le PI a cassé. Il serait bien de renouveler cette conduite voire d’augmenter son diamètre.

• Le problème du décalage en pression au niveau du réservoir de Choucoutoun touche également les PI du chemin d’Ascain. On peut partiellement l’expliquer par la présence de fuites qui n’ont pas épargné ces portions par le passé. Il pourrait être également judicieux de changer un certain linéaire.

• Enfin, le linéaire en PVC 125 puis en PVC 90 situé sur la route de la Glacière le long de la frontière communale avec Hendaye, a été sujet à de nombreuses fuites. De plus, la portion amont a récemment été changée, ce qui aura tendance à fragiliser l’aval. D’autres portions en PVC ont souffert des fortes pressions du réseau. Cependant, les

aménagements proposés vont réduire notablement ces pressions et feront que les conduites seront moins fragiles. On ne peut effectivement pas renouveler tout le linéaire en PVC collé sur la courte durée du contrat.

2°) L’établissement de l’échéancier

a°) Le calcul du linéaire

Le coût du linéaire augmente de façon notoire suivant la taille de la canalisation et suivant que la conduite se situe sur la chaussée ou pas. Dès lors, vu l’importance des canalisations F175 et F200 citées précédemment, nous pouvons prévoir de consacrer environ la moitié du budget à leur réfection. Le tableau 11 ci-dessous permet d’apprécier le linéaire que l’on prévoit de changer sur la durée du contrat et les montants correspondants :





68

Tableau 11: Estimation du linéaire et du coût lié au programme de travaux envisagé

La localisation des portions renouvelées sur l’ensemble du contrat est indiquée dans l’annexe 21.

b°) L’échelonnement des travaux sur 11 ans

Le contrat prévoit qu’un gros effort soit réalisé sur les six premières années du

contrat. En effet, 75% de la somme totale devront être dépensés dans ce laps de temps. La programmation des travaux de l’année 2007 a déjà été réalisée. Elle prévoit le renouvellement de 100m de F175 sur la portion fuyarde, 370 m de F200 et 70 m de PVC110 sur la rue de Axarrittippi.

Il faudrait par la suite poursuivre progressivement l’effort fait au niveau des canalisations F175 et F200. Chaque année, on rajouterait les autres portions présentées précédemment. L’établissement de l’échéancier respectera l’ordre de priorité que l’on attribue aux différents tronçons.

Il serait bien dans un premier temps de renouveler les tronçons qui concernent la satisfaction des contraintes « incendie » mais également les linéaires des chemins de Dolarea, Bittola et Kauterenborda.

Enfin, les travaux envisagés sur le chemin d’Ascain et sur la route de la Glacière paraissent être moins prioritaires. Il est donc possible de les envisager plus tardivement dans l’échéancier.

Dès lors, nous pouvons dresser l’échéancier suivant :





69

Tableau 12: Echéancier du programme de travaux 2007-2018

c°) Les accessoires réseau

Un budget annuel de 4 000€ est alloué pour un renouvellement des accessoires. La quasi totalité des ventouses (une quinzaine environ) sont dans un piteux état et ne fonctionnent plus. Afin d’éviter des coups de bélier dans les canalisations, il est préférable de parvenir à les remplacer en totalité sur la durée du contrat.

De même, de nombreuses vannes de sectionnement isolant des antennes principales sont non opérationnelles. Il est urgent également de les remplacer.

Enfin, les stabilisateurs étant tous relativement récents, aucun budget ne devrait leur être consacré sur la durée du contrat.





70

Conclusion

La modélisation du réseau d’eau potable d’Urrugne était nécessaire. En effet, elle a permis de repérer des incohérences entre la documentation transmise lors de la passation du contrat et l’existant. Elle a facilité la compréhension des principaux écoulements et ainsi permis la pose aux endroits clés de stabilisateurs de pression. Enfin, la modélisation permettra l’installation de compteurs de sectorisation sans que la qualité du service d’eau en pâtisse. Les potentialités du logiciel Epanet ont pu être vérifiées tout au long du stage même si cependant, certains limites de calcul ont également été relevées. L’efficacité du logiciel est permise par une connaissance quasi-parfaite des spécificités du terrain. Toutes les manipulations sur le logiciel doivent se justifier sur le terrain. Plus cette cohérence sera respectée, plus le modèle utilisé sera précis. A défaut de dire que le modèle réalisé au cours de ce stage est parfait, on peut affirmer qu’il a été façonné en interprétant et vérifiant toutes les suppositions faites lors du calage. Les données en la possession de la société AGUR sont aujourd’hui insuffisantes pour entreprendre les modifications proposées dans les derniers paragraphes de ce rapport. Il faut effectivement lever tous les doutes concernant la gestion des cinq alimentations mais également la gestion des deux principales sources d’eau du réseau : le barrage du Xoldo et l’Usine de la Bidasoa. Des mesures complémentaires effectuées en été seront nécessaires afin d’estimer le surplus de consommation lié à la venue massive de touristes. Lorsque toutes ces données seront réunies et que le projet de sectorisation sera mis en place, la société AGUR aura toutes les cartes en main pour remplir ses objectifs et ainsi prouver sur cette commune clé de la côte basque, qu’elle est capable de faire jeu égal avec ses concurrents.





71

BIBLIOGRAPHIE

La bibliographie utilisée au cours de ce rapport est assez restreinte car les trois jours de formation sur le logiciel Epanet ont permis de saisir les enjeux de la modélisation et de son fonctionnement. J’ai également bénéficié de l’aide de différents fabricants renommés (Bayard, Cla-Val, Ramus…) pour les appareils de régulation, (Sewerin et Primayer) pour le matériel de recherche de fuite, (Lacroix Sofrel) pour les appareils de télégestion. Cette aide s’est traduite par de la documentation complète sur les appareils proposés, des entretiens avec leurs représentants avec lesquels des visites de terrain ont pu être organisées.

Ouvrages [1] SOC (Sud-Ouest Canalisations). Sectorisation du réseau du SIAEP du canton de Guîtres « Dossier de recollement ». SOC, juillet 2002.

[2] Weber Eugène. Alimentation en eau potable « Support de cours ». Engees, septembre 2005. 74 pages. [3] Lewis A.Rosman. Epanet 2.0 Simulation hydraulique et Qualité pour les réseaux d’Eau sous pression « Manuel de l’utilisateur ». Compagnie générale des Eaux, septembre 2003. 214 pages. [4] Primayer. Phocus 2 Prélocalisateur Acoustique de Fuites « Manuel d’Utilisation ». Primayer Edition 24.1, mai 2003. 27 pages.

Documents électroniques :

[5] Office International de l’Eau. Distribution d’eau potable et défense incendie.

[visité le 21/05/2007]. <http://www.carteleau.org/guide/h022.htm> [6] Commission Locale de l’Eau SAGE Nappes Profondes de Gironde. Module sectorisation des réseaux d’eau potable.

[visité le 16/05/2007]. <http://www.jeconomiseleau.org/sectorisation.pdf>

[7] Conseil Général de Haute Savoie. Présentation de la division Etudes-Diagnostics.

[visité 20/04/2007]. <http://www.rda74.fr/pdf/etude_diag_AEP.pdf > [8] Office de tourisme d’Urrugne. Site Officiel de la ville d’Urrugne [visité le 13/05/2007].

<http://www.urrugne.com/oturrugne.asp ?page=decouvrir/urrugne.asp-3k- >





72

[9] Office Internationale de l’Eau. Connaissance et maîtrise des pertes dans les réseaux d’eau potable. [visité le 20/05/2007].

<http://www. oieau.fr/eaudoc/pdf/pertes_reseaux.pdf> [10] Office Internationale de l’Eau. Consommations et économies d’eau

[visité le 20/03/2007]. <http://www.carteleau.org/conso-eau/experiences.htm>

Cedérom, DVD-Rom

[11] Bayard. Bayard TicoWaterworks-Catalogue [document électronique]. Bayard, 2001. 1 disque optique numrique (CD-ROM) [12] CLA-VAL. European Electronic Catalog [ Document électronique]. CLA-VAL 1999. 1 disque optique numérique(CD-ROM) [13] Ramus. Gamme produit + fiches techniques + animations. Felix Creation, juillet 2004. 1 disque optique numérique (CD-ROM). [14] Kelatron. Mesure-Régulation Instrumentation Industrielle- Contrôle. Kelatron, février 2007. 2 CD-ROMS 700MB (Logger DC*4-09, Connecter K-104-USB)

[15] Société Bayo. Données Photographiques et logiciel de navigation (Pyrénées Atlantiques (64) Partie Ouest). [Orthophotographies de la BD Ortho]. IGN Paris 2005. 2 DVD-ROMS (logiciel + données)





73

ANNEXES :

Annexe 1 : Plan schématique entrées et sorties du réseau d’eau potable

d’Urrugne ............................................................................................................................. 74

Annexe 2 : Plan de la commune d’Urrugne............................................................... 75

Annexe 3 : Attestation de présence à la formation Epanet .................................... 76

Annexe 4 :Courbes de modulation ................................................................................ 77

Annexe 5 : Bilans volumétriques annuels année 2003, 2004 et 2005 ................ 80

Annexe 6 : Débits de production retenus (issus de la télé relève de production

de la Lyonnaise des Eaux) ............................................................................................... 81

Annexe 7 : Plan de Calage .............................................................................................. 83

Annexe 8 : Calcul volumes journaliers de distribution via le logiciel Epanet

(période hiver)...................................................................................................................... 84

Annexe 9 : Calage conduite de transfert ..................................................................... 87

Annexe n°10 : Tableau comparatif estimant la qualité du calage....................... 91

Annexe 11 : Problème d’alimentation des réservoirs sur le logiciel Epanet .... 92

Annexe 12 : Résultats de la campagne de recherche de fuites ............................. 93

Annexe 13 : Représentation matériel sectorisation proposé.................................. 94

Annexe 14 : Représentation schématique des modifications liées au scénario 1.................................................................................................................................................. 95

Annexe n°15: Fonctionnement et dimensionnement stabilisateurs de pression.................................................................................................................................................. 97

Annexe 16 : La modulation de pression par le biais du contrôleur électronique

autonome............................................................................................................................... 99

Annexe 17 : Représentation schématique des modifications liées au scénario 2................................................................................................................................................ 101

Annexe 18 : Représentation schématique du scénario 3 ...................................... 102

Annexe 19 : Devis scénarii de gestion ........................................................................ 103

Annexe 20 : Situation débits incendie pour scénarii 1 et 2.................................. 104

Annexe 21 : Plan de renouvellement 2007-2018 .................................................... 105





74

Annexe 1 : Plan schématique entrées et sorties du réseau d’eau potable d’Urrugne





75

Annexe 2 : Plan de la commune d’Urrugne





76

Annexe 3 : Attestation de présence à la formation Epanet





77

Annexe 4 :Courbes de modulation

Courbes domestiques hiver et été

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223

courbe domestique

standard été

courbe standard

domestique normale

Courbe campings été

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 5 10 15 20 25

courbe campings été





78

Courbe consommation fermes

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20 25

courbe conso fermes

Courbe consommation bâtiments publics

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 5 10 15 20 25

courbes b.publics

Courbe consommation industriels

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 5 10 15 20 25

courbes industriel





79

Courbe consommation boulangerie

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 5 10 15 20 25

courbe boulangerie

Courbe consommation entrepreneurs divers

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 5 10 15 20 25

entrepreneurs divers

Courbe consommation Leclerc

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 5 10 15 20 25





80

Annexe 5 : Bilans volumétriques annuels année 2003, 2004 et 2005





81

Annexe 6 : Débits de production retenus (issus de la télé relève de production de la Lyonnaise des Eaux)

Mois de janvier

Mois de mars





82

Mois de février

Bilan sur les 3 mois





83

Annexe 7 : Plan de Calage





84

Annexe 8 : Calcul volumes journaliers de distribution via le logiciel Epanet (période hiver)

Les courbes ci-dessous sont issues de la modélisation Epanet, ce après le calage du

modèle. Les volumes journaliers se calculent en estimant la surface se trouvant entre la courbe de débits et l’axe des abscisses. Concrètement, on compte le nombre de carreaux se situant dans l’espace cité précédemment. Un carreau représente :

• 1l/s en 1h soit 3,6 m3 d’eau si l’échelle en ordonnée est de 1l/s.

• 2l/s en 1 h soit 7,2 m3 d’eau si l’échelle en ordonnée est de 2l/s. On multiplie le nombre de carreaux obtenu par le volume représenté par un carreau. On obtient ainsi le volume journalier transitant au niveau du compteur.

I°) Départ en 125 vers Béhobie

Compteur n°1 : Diamètre 125 mm vers

Béhobie

La surface est ici égale à 35 carreaux soit un volume journalier de 126 m3 environ.

Ce volume est proche du volume moyen choisi pour cette conduite là qui était de 110 m3.

II°) Départ en 200 (Bâche Xoldo) vers Urrugne Ouest

La surface ici est de 223 carreaux soit un volume journalier de 803 m3, ce qui correspond bien aux 800 m3 passant réellement





85

III°) Départ en 250 (alimentation Hendaye) vers Erreka

Compteur n°3 : Alimentation du

réservoir d’Erreka 250 F

Le calcul n’a pas lieu d’être effectué. En effet, le débit au niveau de cette conduite est une donnée que nous avons imposé au départ. N’étant maillé avec aucune autre canalisation, il est normal de retrouver un débit équivalent à la somme entre le débit demandé en entrée du réservoir d’Erreka et le débit de fuites considéré sur ce tronçon là.

IV°) Départ en 200 vers Urrugne





86

Compteur n° 4 : Départ en 200 vers

Urrugne

On compte 60 carreaux, ce qui représente un volume journalier de 216 m3

relativement proche du débit de 200 m3 que nous avons considéré pour ce tronçon.

V°) Départ en 250 (alimentation Socoa Ascain)

Nous dénombrons 397 carreaux ce qui représente un volume de 1430 m3 par jour pour le compteur n° 5. Ce volume est légèrement inférieur aux 1500 m3 choisis précédemment mais nous pouvons dire que cette configuration est relativement proche de ce qu’il se passe réellement. En tout cas, les proportions débitmètriques sont respectées.





87

Annexe 9 : Calage conduite de transfert

Les graphiques suivants illustrent le raisonnement qui nous permet de dire que la conduite de transfert entre les deux réservoirs du Xoldo est de 150 mm. Tout d’abord, les premiers graphes permettent d’observer l’état des réservoirs suivant le diamètre de la conduite de transfert. Ils représentent le cas le plus défavorable en terme de consommation c’est à dire le scénario « été ».

Courbe d'évolution de la hauteur d'eau dans le réservoir du Xoldo (F250)

Courbe de marnage du réservoir du Xoldo le jour de pointe en été (F 150 mm)





88

Les graphes suivants permettent de confirmer les propos précédents. Ils permettent de comparer les débits maximaux au niveau d’un PI situé en sortie de réservoir qui délivrait environ 300 m3/h soit 83 l/s environ.

Débit maximal au noeud AOM3 (F 250 mm)

Débit maximal au noeud AOM3 (F 150 mm)

Envisageons à présent l’hypothèse d’une vanne qui briderait la conduite en 250 mm (coefficient de perte de charge singulière de 300 pour le tronçon de transfert).





89

Débit maximal au noeud AOM3 (F 250 bridé)

Cette configuration permet d’avoir des débits cohérents avec la réalité. Ceci est

également vrai lors de la simulation du scénario été.

Carte des pressions sur la portion haute du centre ville (250 F bridé)





90

Carte des pressions sur la même zone (F150)





91

Annexe n°10 : Tableau comparatif estimant la qualité du calage

Essais débits à gueule bée (pression au PI=0)

Poteau testé Heure du test Débit maximal mesuré (m3/h)

Débit obtenu sous EPA net (m3/h) Ecart % erreur

AI5 12:30 292 342 -50 -14,62

AI6 12:00 166 166,3 -0,3 -0,18

AI8 13:00 281 306 -25 -8,17

AI3 08:00 292 270 22 8,15

AI1 10:00 85 90 -5 -5,56

HE1 10:00 157 158,4 -1,4 -0,88

AS4 16:00 220 216 4 1,85

AS2 16:00 115 109,8 5,2 4,74

CH5 14:30 170 187,2 -17,2 -9,19

KE3 14:00 194 205,2 -11,2 -5,46

KE8 13:30 214 203,4 10,6 5,21

CH2 14:00 155 169 -14 -8,28

CH20 15:00 163 183,6 -20,6 -11,22

CH15 15:00 55 65 -10 -15,38

CH13 15:30 40 43,9 -3,9 -8,88

CH14 16:00 40 50 -10 -20,00

CH11 16:30 26 26,3 -0,3 -1,14

CH12 17:00 30 36 -6 -16,67

CH17 11:00 90 89 1 1,12

CH19 11:30 65 79 -14 -17,72

KE12 10:00 107 109,8 -2,8 -2,55

KE14 10:00 95 102,6 -7,6 -7,41

KE13 10:30 96 95,4 0,6 0,63

KE7 10:00 75 79,2 -4,2 -5,30

KE4 11:00 170 147 23 15,65

CO4 13:00 53 55,8 -2,8 -5,02

CV2 11:00 59 55 4 7,27

CV27 09:00 59 60,5 -1,5 -2,48

CV7 11:00 55 47 8 17,02

CV4 14:00 53 51 2 3,92

KEF9 11:30 23 26 -3 -11,54

SO13 09:00 38 46 -8 -17,39

SO14 09:30 120 119 1 0,84

CO2 12:30 155 157 -2 -1,27

CO3 13:00 92 93,6 -1,6 -1,71

BE6 15:00 18 19,6 -1,6 -8,16

BE8 15:30 52 54,7 -2,7 -4,94

BE10 14:00 65 63 2 3,17

BE4 15:00 23 34 -11 -32,35

Moyenne écarts en % -4,46

Maximum écart en % 32,35

Minimum écart en % 0,18





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Annexe 11 : Problème d’alimentation des réservoirs sur le logiciel Epanet

Le logiciel Epanet commet une erreur de calcul lorsqu’il s’agit d’alimenter un

réservoir. J’ai pu m’en apercevoir lors des premières simulations et au niveau de l’alimentation du réservoir de Béhobie. En effet, le débit en entrée du réservoir est largement supérieur au débit demandé à l’aval. Il correspond plus au débit maximum fourni par la canalisation entrée. La figure ci-dessous issue des premières modélisations permet d’observer le phénomène.

40

10

1

2

Evolution des débits (en l/s) d'entrée (à gauche) et de sortie (à droite) du réservoir de Béhobie.

A cause de celà, les pressions en amont du réservoir chutaient très fortement et le calage ne pouvait se réaliser. La seule solution pour contrecarrer ce disfonctionnement est d’affecter une grosse perte de charge en entrée du réservoir ( coefficient de pertes de charges singulières de 300 000). Les résultats obtenus sont dès lors ceux des figures ci-dessous.

1

3

2,9

Evolution débit d'entrée du réservoir de Béhobie (à gauche) et de la courbe de marnage du réservoir de Béhobie (à droite)

La contrainte est de taille car il est du coup impossible de connaître l’évolution précise de la hauteur au niveau des réservoirs. En effet, la perte de charge affectée est choisie arbitrairement et ne modélise pas véritablement le phénomène de remplissage des réservoirs.





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Annexe 12 : Résultats de la campagne de recherche de fuites





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Annexe 13 : Représentation matériel sectorisation proposé Tout d’abord, nous pouvons voir sur la photographie ci-dessous (DN50) que les compteurs de sectorisation utilisés (compteurs à hélice axiale) sont semblables à ceux utilisés pour les particuliers. Nous voyons également sur la droite, les totalisateurs de ce compteur qui seront équipés d’émetteurs d’impulsions.

En ce qui concerne les appareils de télégestion, on aperçoit (à droite) le poste local récupérant les impulsions et le poste central (à gauche) récupérant les données inhérentes à tous les compteurs de sectorisation.





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Annexe 14 : Représentation schématique des modifications liées au scénario 1





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Zones de sectorisation





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Annexe n°15: Fonctionnement et dimensionnement stabilisateurs de pression

I°) Fonctionnement des stabilisateurs La fonction essentielle d’un stabilisateur de pression aval est de maintenir une

pression aval égale à la pression de consigne, et ce quelque soit la pression en amont de l’appareil. Si la pression à l’aval dépasse la consigne, le stabilisateur va se fermer. Dans le cas contraire, la vanne du stabilisateur s’ouvre. Ce système d’ouverture fermeture est piloté par un circuit pilote. Les schémas suivants permettent d’illustrer le fonctionnement d’un stabilisateur de pression.

Le fonctionnement du pilote est simple. Lorsque la pression à l’aval est supérieure à la pression que l’on a fixé à l’aide de la vis de réglage, le ressort va avoir tendance à remonter (équilibre des forces) et à faire remonter le clapet qui va fermer progressivement l’orifice permettant le passage de l’eau d’amont en aval. Dès lors, au niveau de la vanne de base du stabilisateur se produit le phénomène suivant : l’écoulement arrivant en amont va se poursuivre dans la chambre de la vanne de base. La pression exercée par l’eau de la chambre de base est supérieure à la tension exercée par le ressort du stabilisateur, et ce phénomène va avoir tendance à fermer la vanne de base et ainsi réguler la pression. Les phénomènes inverses se produisent dans le cas contraire.

II°)Dimensionnement des stabilisateurs

Le dimensionnement d’un stabilisateur de pression est le même suivant qu’il régule les pressions amont ou aval du réseau. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, le diamètre d’un stabilisateur ne se choisit pas en fonction du diamètre de la canalisation sur lequel il serait posé. Il est dimensionné en fonction des différents débits qui le parcourent mais aussi du différentiel de pression qu’il doit créer. Un stabilisateur est mal dimensionné s’il ne répond pas aux critères ci-dessous :

• La vitesse dans la section d’entrée ne doit pas excéder les 5 m/s pour le débit maximal permanent et 7 m/s pour le débit maximal exceptionnel. Ces fortes vitesses sont à l’origine de fortes pertes de charge qui peuvent être ennuyeuses si le différentiel de pression entre l’entrée et la sortie du stabilisateur n’est pas trop élevé.





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• Pour des débits faibles inférieurs aux débits minimum recommandés, le réglage de la pression aval peut perdre en précision. Ceci peut avoir un effet néfaste si deux stabilisateurs sont posés sur deux branches maillées entre elles.

• Il est important également que la gamme de débits le plus souvent effective dans le stabilisateur soit de telle sorte que la vanne soit ouverte entre 3 et 70% de son ouverture maximale. Dès lors, il faut s’appliquer à choisir le stabilisateur qui réponde le mieux à ses contraintes. L’objectif est de limiter les problèmes d’entartrage de la vanne (eaux calcaires notamment) si la vanne reste trop souvent quasi fermée et de permettre également l’apport du débit maximum en cas de grosse pointe.

• Enfin, il faut faire en sorte d’empêcher les phénomènes de cavitation au niveau du stabilisateur. Ces phénomènes peuvent intervenir si le différentiel de pression entre l’amont et l’aval est trop important. Il s’explique par le fait que lorsque la pression statique dans le corps de vanne atteint la tension de vapeur saturante de l’eau à la température de l’eau, des petites bulles de vapeur apparaissent dans l’eau. Lorsque la pression s’accroît à nouveau, ces bulles implosent et peuvent engendrer des vibrations qui peuvent desserrer la boulonnerie mais également occasionner des casses au niveau des composants du stabilisateur.

Un constructeur a mis au point un logiciel qui permet de dimensionner les stabilisateurs suivant les critères ci-dessus. Les données nécessaires sont les débits minimum et maximum ainsi que les pressions amont et aval. L’interface de calcul est présentée ci-dessous. Elle a permis de dimensionner le stabilisateur du col d‘Ibardin 200mm.





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Annexe 16 : La modulation de pression par le biais du contrôleur électronique autonome

Face à l’arrivée massive de touristes en été, le réseau d’Urrugne connaît des variations très importantes sur le réseau entre la nuit et les heures de très fortes consommations. Les pressions chutent de 4-5 bars environ en l’espace de quelques heures. Pour faire face à ces variations de pression néfastes aux conduites mais aussi pour pouvoir alimenter les points hauts en pointe tout en ayant des pressions raisonnables en période plus creuse, il est nécessaire d’utiliser une nouvelle technologie qui permet de régler les ouvrages hydrauliques par l’électronique. Le contrôleur électronique de pression présenté ci-dessous n’est pas un outil relativement compliqué. Il nécessite la pose d’un autre circuit pilote sur le stabilisateur tel que le montre la figure ci-dessous.

La figure ci-dessous détaille les organes rajoutés sur le stabilisateur. Le fonctionnement est le suivant : aux heures de fonctionnement ou débit de fonctionnement programmés, l’électrovanne bistable reçoit une impulsion par l’intermédiaire du boîtier de contrôle électronique. Elle change alors d’état et met en communication la chambre de mesure de la vanne relais 2 voies ce qui a pour effet de la faire ouvrir autorisant ainsi le pilotage de la vanne par le pilote aval haute pression.

La source d’énergie utilisée est constituée de 3 piles lithium. Si une d’entre elles vient à faillir, automatiquement le stabilisateur se met en position haute pression. Leur durée de vie est de 12 à 18 mois.





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Comme indiqué précédemment, il est possible de programmer l’automate de deux façons différentes :

• Soit à l’aide d’un débitmètre à impulsions, qui comme son nom l’indique envoie des impulsions vers le contrôleur électronique. Ce dernier peut, lorsque le débit de consigne est atteint, envoyer une impulsion vers l’électrovanne. Le débit de fermeture du pilote haute pression est différent de celui de consigne de façon à ce que la commutation ne soit pas trop fréquente.

• Soit à l’aide d’un programmateur horaire qui fixe les heures et les jours d’ouverture et de fermeture du pilote haute pression.





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Annexe 17 : Représentation schématique des modifications liées au scénario 2





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Annexe 18 : Représentation schématique du scénario 3





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Annexe 19 : Devis scénarii de gestion

DEVIS Scénario1

Désignation appareil Diamètre (en mm) Quantité Prix unitaire (HT) Montant total (HT)

Stabilisateur aval de pression (avec circuit pilote de type hydrostab) 200,00 1,00 5 099,00 5 099,00


Filtre boîte à boues PN 16 150,00 1,00 754,00 754,00

Filtre boîte à boues PN16 100,00 1,00 503,00 503,00

Robinets vanne à opercule PN16 150,00 3,00 530,00 1 590,00

Robinets vanne à opercule PN16 100,00 3,00 280,00 840,00

Circuit pilote (modulation de pression) 2,00 1 543,00 3 086,00

Regard de visite à parois en béton armé

(dimensions 1,3mP*3mL*1,5ml) 5,00 2 200,00 11 000,00

Coût total HT en € 25 248,00 Coût total TTC en € 30 196,61

DEVIS Scénario2


Stabilisateur amont de pression (avec circuit pilote de type hydrostab) 200,00 1,00 5 099,00 5 099,00


Filtre boîte à boues PN 16 150,00 2,00 754,00 1 508,00






DEVIS Scénario3


Stabilisateur amont de pression (sans circuit pilote de type monostab) 50,00 3,00 847,00 2 541,00


Filtre boîte à boues PN 16 50,00 3,00 366,00 1 098,00

Filtre boîte à boues PN 16 80,00 1,00 479,00 479,00


Robinets vanne à opercule PN16 80,00 2,00 250,00 500,00





(dimensions 1,3mP*1mL*1ml) 3,00 1 500,00 4 500,00






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Annexe 20 : Situation débits incendie pour scénarii 1 et 2

SCENARIO 1 SCENARIO 2

Poteau testé Débit max mesuré cet hiver(m3/h)

Débit sous 1 bar (en m3/h)

Après aménagements proposés

Débit sous 1 bar (en m3/h)

AOM 3 (AI5) 292 263 263

AOF3.2 (AI6) 166 155 155

AOM5 (AI8) 281 263 263

AOM16 (AI3) 292 225 225

PIAI1 (AI1) 85 38 65 38

HEI1.3 (HE1) 157 113 113

ASI10 (AS4) 220 190 190

ASI2 (AS2) 115 79 79

PICH5.1 (CH5) 170 158 158

KEM8 (KE3) 194 198 198

PIKE8 (KE8) 214 187 187

CHI3.3 (CH2) 155 82 82

PICH20 (CH20) 163 170 170

PICH15 (CH15) 55 65 65

PICH13 (CH13) 40 52 72 52

PICH14 (CH14) 40 50 58 50

PICH11 (CH11) Poteau auxiliaire 26

CHM6 (CH12) 30 30 54 30

CHM9 (CH17) 90 68 68

CHI10.1 (CH19) 65 62 62

KEM7 (KE12) 107 94 94

KEI7.2 (KE14) 95 87 87

KEI7.2.1 (KE13) 96 81 81

KERE2 (KE7) 75 68 68

KEI9 (KE4) 170 176 176

PICO4 (CO4) 53 81 40

CVF23.1 (CV2) 59 59 59 28

CVI16.3.1 (CV27) 59 58 58 33

PICV7 (CV7) 55 72 40

CVM19 (CV4) 53 68 36

KERE8 (KEF9) 23

SORE9 (SO13) 38 97 97

PISO14 (SO14) 120 101 101

COI3.3 (CO2) 155 145 145

PICO3 (CO3) 92 90 90

BEI1.5 18 15 15

BEF10.2 (BE8) 52 50 50

BEI14.2 (BE10) 65 50 50

BERE3 (BE4) 23 30 30





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Annexe 21 : Plan de renouvellement 2007-2018





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