Hassan Aboelnga
De nos jours, les jumeaux numériques sont courants. Des technologies telles que les capteurs, l’analyse de données volumineuses et le cloud computing alimentent une nouvelle génération d’actifs aquatiques connectés à l’IoT, et même des infrastructures urbaines.
Les jumeaux numériques promettent de résoudre les problèmes complexes du secteur de l’eau en améliorant les processus, en augmentant la productivité, en minimisant les risques et en optimisant l’efficacité opérationnelle et les performances globales. De plus, en améliorant la prise de décision à l’aide de l’automatisation pour prédire les résultats dans un éventail de contextes.
En réalité, cependant, il existe de nombreux défis en matière de gestion de l’eau et de gestion des jumeaux numériques. Par exemple, l’identification et la gestion des données du produit tout au long du cycle de vie du produit, la création de modèles de simulation dans différents systèmes informatiques et la gestion d’énormes volumes de données.
L’Objectif de développement durable (ODD) 6.1 de l’Organisation des Nations Unies (ONU) appelle à un accès universel et équitable à une eau potable sûre et abordable pour tous. Pour atteindre l’ODD 6.1 sur la « gestion sûre » des services d’eau, entre autres, l’eau doit être « disponible en cas de besoin ». De même, l’énoncé par l’ONU de la résolution 64/292 sur le droit de l’homme à l’eau stipule que l’approvisionnement en eau doit être « suffisant et continu pour les usages personnels et domestiques ».
Que sont les approvisionnements en eau intermittents?
L’approvisionnement en eau intermittent (IWS) est un service d’approvisionnement en eau courante qui fournit de l’eau aux personnes pendant moins de 24 heures par jour et est utilisé lorsque l’approvisionnement et la capacité disponibles du système d’approvisionnement en eau sont trop faibles. De tels systèmes sont répandus dans de nombreux pays et touchent jusqu’à 1,2 milliard de personnes dans le monde.
La prévalence et la persistance de ces approvisionnements en eau intermittents soulèvent d’importantes questions sur la capacité de l’IWS à atteindre l’ODD6 et le droit humain à l’eau. Pour répondre à une telle question, il faut un cadre permettant de comprendre les causes de l’IWS.
Les IWS peuvent être causés par une série de facteurs, comme le montre la figure ci-dessous, notamment la rareté de l’eau, le développement d’un système au-delà de ses paramètres et capacités de conception initiaux, la faible gouvernance et le comportement des utilisateurs. Certaines erreurs courantes parmi les gestionnaires de services publics sont que la pression dans le système provoque l’usure des tuyaux, les systèmes d’eau assurent une distribution équitable et que IWS peut fournir plus de temps pour l’entretien et les réparations.
Principales causes de l’approvisionnement intermittent en eau, Aboelnga 2019
Complexités de la modélisation des approvisionnements intermittents en eau
Avec l’approvisionnement intermittent en eau, les capacités de pompage doivent être beaucoup plus élevées, fonctionnant presque en continu à un rythme élevé. Les capacités de stockage doivent également être étendues. Cela peut conduire à une spirale descendante, car la gestion du système est extrêmement difficile, tandis que la volonté de payer des clients est faible. Les consommateurs sont tenus de collecter autant d’eau que possible pendant les heures d’approvisionnement limitées.
La demande en eau est complètement différente d’un approvisionnement continu en eau, où elle n’est pas basée sur les notions de variations diurnes de la demande, mais plutôt sur la quantité maximale d’eau qui peut être collectée pendant les heures d’approvisionnement.
Les modèles hydrauliques sont des outils d’aide à la décision très puissants pour une gestion efficace des réseaux de distribution d’eau. Cependant, la modélisation des systèmes IWS est intrinsèquement complexe car ces systèmes ne sont pas entièrement pressurisés, ont des heures d’approvisionnement en eau limitées par jour et contiennent de nombreux points de ferrule et connexions de réservoir de toit. La vidange et le remplissage alternatifs des conduites d’eau rendent également difficile l’application des modèles hydrauliques standard.
Hassan Aboelnga dans un QTalk sur la gestion de l’eau au Moyen-Orient et en Afrique du Nord
Comment les systèmes d’approvisionnement en eau intermittents peuvent bénéficier des jumeaux numériques
Les modèles de surveillance de l’hydraulique et de la qualité de l’eau peuvent jouer un rôle important dans le diagnostic des systèmes IWS, la prise de décisions éclairées et la fourniture de conseils aux professionnels de l’eau sur la meilleure façon d’améliorer le service et la qualité de l’eau.
Des simulations plus avancées d’IWS incluent le processus de remplissage des tuyaux au début de l’approvisionnement. Avec les jumeaux numériques, le modèle hydraulique peut également être suffisamment robuste pour visualiser la pression d’alimentation, la durée, le taux de fuite et la consommation d’eau. Il démontre également comment le comportement de l’IWS varie sensiblement lorsque les gens reçoivent l’eau, ce qui nous aide à comprendre pourquoi les systèmes existent et persistent.
Pour faciliter cette transformation du secteur de l’eau, l’eau numérique peut aider à transformer l’approvisionnement en eau intermittent en approvisionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 grâce à un système de nœuds de capteurs sans fil. Cela signifie que vous pouvez modéliser en continu des données hydrauliques, telles que la pression et le débit, en les transmettant à des serveurs basés sur le cloud pour traitement et archivage. Ensuite, les flux de données provenant des nœuds de capteurs sont intégrés dans un sous-système de modélisation hydraulique en ligne qui est responsable de l’estimation et de la prédiction en ligne de l’état hydraulique du système de distribution d’eau. Cela vous permet de planifier 24 heures à l’avance.
Lisez les articles ci-dessous si vous souhaitez en savoir plus sur la façon dont la technologie du jumeau numérique peut aider les services publics à optimiser leur réseau.
