Slides de l'event sur la digitalisation dans le secteur de l'eau

1. Grâce à la Blockchain, implication des entreprises
dans la régulation de la disponibilité en eau en cas
de phénomènes météorologiques extrêmes.
Simon Uyttendaele
CEO @ Aeonics

2. La Blockchain
Le mythe
• Bitcoin
• Complexe
• Décentralisé
• Cher
• Absurdité environnementale
La réalité
• Traçabilité
• Transparence
• Confiance

3. Le principe du Smart Contract
• Accord vérifié entre plusieurs entités
• Permet une vue globale des parties impliquées
• Déclenché par un événement
• Entraine une action
• Qui donne lieu à une contrepartie en cas de bonne exécution

4. Aléas majeurs dans la gestion de l’eau
Besoin d’eau quand il n’y en a pas Qu’en faire quand il y en a de trop
Problème pour les secteurs consommateurs
• Agriculture
• Agro-alimentaire
• Energie
Risques accrus
• Sanitaire
• Dégâts, Innondations
• Epuration

5. Smart Contract public - privé
• Capacité de retention
• Parking sous-terrains
• Citernes individuelles
• Bassins industriels
• Pâtures innondables
• Capacité de restitution
• Citernes individuelles
• Bassins d’orage industriels
• Pompage napes phréatiques

6. Avantages multiples
• Gestion automatisée de masse
• Vision par bassin hydrographique
• Recensement explicite
• Planification et anticipation à court et moyen terme
• Implication active des acteurs privés

7. Comment faire en pratique ?
NIS2
RGPD
• Autonomie
• Souveraineté
• Maintenabilité
• Traçabilité
• Transparence
• Confiance
Framework et Serveur pour
l’implementation de projets
critiques.

8. Les défis et les opportunités de l’intelligence artificielle
générative dans le secteur de l’eau
Johan Torfs
Microsoft – Director ISV – start/scale-up

10. AI is causing a massive
platform shift

11. But AI is only as good as
your data

12. What can AI do for ?

13. “GitHub Copilot gets them
, and
they only need to make small
changes to finish it up.”
“It’s allowed us to optimize
the way we work. The team is
now able to
.”
“Our first ambition at Swift is
to build a foundation model
for anomaly detection that
underpins the
.”
What can AI do for ?

14. %
of organizations believe AI will give
them a
Source: MIT Sloan Management Review

15. I am the Chief Data Officer
and don’t want to be the
Chief Integration Officer.”
Every CDO, Every Enterprise

16. Today’s data realities
in water utilities

17. “Our field force need to be equipped and
empowered to deliver great customer service”
FACT-BASED DECISIONS IN
REAL-TIME
“One size does not fit all”
MOVING FROM REACTIVE TO
PROACTIVE PLANNING
“60% of our assets are a black hole”
“There is no integration between SAP and GIS”
ASSET MANAGEMENT &
MAINTENANCE
“We want to be able to ‘sweat’ our assets and
delay capital investment in a prudent manner.”
IMPROVING OPERATIONAL
EFFICIENCY & REDUCING CAPITAL
INVESTMENT
“We are not good at embracing new disruptive
technologies”
CATALYST FOR INNOVATION
“We need to re-think the way we develop and use
new water sources to make them more resilient to
the vagaries of the weather ”
ADAPTATION TO EXTERNAL
DRIVERS
Fresh water resources are dwindling, and demand
is increasing, therefore protecting resources
through efficiency of treatment and supply. Must
maintain regulatory compliance.
KNOWLEDGE CAPTURE &
TRANSFER
“We know our customers value the management
of water resources to protect the environment,
public health outcomes & support productive use
of water. They also want to be able to trust us to
help them reduce costs”
ENHANCING CUSTOMER
SERVICE
water industry knows it needs to change

18. Data Estate
Mixed realities
Wearables
IoT
AI/Cognitive
Services
Robotics
Cybersecurity
Mixed reality –
training environment
Wearables – insights
from health monitoring
Exoskeleton
AI-enabled insights on ways to work more
efficiently during the job
Tech trends in operations
Operational
Excellence

19. How Artificial Intelligence can help

20. Roadmap to the future
Data plaform
Value
Phase
Telemetry
dashboards
“See what is
happening”
Edge gateways
PLcs/Ipcs
1
Connected
“Get plugged- in”
“Define data and
sources”
• Enhance productivity
• Improve quality
• Reduce inventory
AI models,
machine
learning
“Predicting
what will happen”
Time-series /
historical data,
Hierarchical data
modeling
“Understanding
causes & impacts”
2
Predictive
• Reduce conversion costs
• Decrease lead times
• Improve service levels
Time
“Pay-as-you-go”,
outcome-based
products
“New services &
business models”
Digital feedback
loops,
method calls
“Self-optimizing
response”
3
Cognitive
• Enhance margins
• Optimize pricing
• Improve NPI

21. “Autopilot” “Copilot”
Introducing

22. Power your
Amplify human
ingenuity with a copilot
for everyone
Deliver transformational
experiences by building
your own intelligent apps
Safeguard your business
and data with the most
trusted AI platform

23. Empowering to achieve more

24. What wants from AI
Finding info
and answers
Summarizing meetings
and action items
Creative
work
Analytical work Planning their day Admin tasks

26. Empowering to achieve more
Every employee Security & IT
professional
Developer & data
professional

27. Turbocharge your workforce with
a copilot for every job role
Recap sales meetings
Contextual customer
emails
Auto-generated
opportunity summaries
Generate content ideas
Natural language
audience segmentation
Simplify customer
insights
Create customer
responses
Enhance self-service
bots
Boost conversations
Predict disruptions
Summarize purchase
order changes
Create product
descriptions
Risk assessment
Collections workspace
Dynamics 365 Copilot

28. Sales Copilot

29. Empowering to achieve more
Every employee Functional
business roles
Developer & data
professional

30. What want from AI
Digital threat
protection
Endpoint
protection
Identity and access
management
Incident response and
reporting
Compliance
management
Data and app
protection

31. Microsoft Security Copilot
The first generative AI security product to help defend organizations at
machine speed and scale.
with
natural language prompts
and easy reporting
Enables response in
, not hours with cyber-trained
generative AI
Can catch
with deeper
understanding of events

32. Empowering to achieve more
Every employee Functional
business roles
Security & IT
professional

33. What want from AI
Guidance and
suggestions
Coding with
context
Autofill repetitive
code
Convert comments
to code
Code
documentation
Automatic test
generation

34. of is now
written by AI
overall developer
productivity
developers feel more focused on
work

35. Power your
with the Microsoft Cloud
Amplify human
ingenuity with a copilot
for everyone
Deliver transformational
experiences by building
your own intelligent apps
Safeguard your business
and data with the most
trusted AI platform

36. makes apps truly intelligent
Constrained interactions
Hard-coded and fixed data sets
Change is costly and complex
Paradigm
shift
Natural language interaction
Data-driven, personalized experiences
that improve over time
Quickly deliver new features

37. Intelligent Call Centers
Better analytics and service
Content Generation
New products and services
Hyper-personalization
Better sales and marketing
Top use cases for
Enterprise ChatGPT
Better knowledge mining

38. Power your
with the Microsoft Cloud
Amplify human
ingenuity with a copilot
for everyone
Deliver transformational
experiences by building
your own intelligent apps
Safeguard your business
and data with the most
trusted AI platform

39. Want transparency on
company AI policies
Source: McKinsey
Establishing
hinges on what
we do today
Confidence in finding
company AI policies
Equal or more trust on
AI vs non-AI products
Digital-trust leaders
seeing 10% growth

40. AI principles
Fairness

41. AI will reinvent industry

46. Microsoft ambition
Getting to water positive
Reduce water
intensity of
operations
Replenish
water-stressed
regions
Ensure
greater
water access
Digitize
water data

48. Treatment System Optimization
Optimiser la gestion d’une station d'épuration
grâce aux jumeaux numériques
Mardi 12 Septembre 2023
Marlène Choo-Kun

49. Evolution du
traitement des
eaux usées

50. Le traitement des eaux usées, une équation de plus en plus complexe
50
Protéger la santé publique et le milieu naturel
Réduire les OpEx, intensifier les procédés et maîtriser le prix du m3
Récupérer les ressources – traiter les polluants émergeants
Diminuer les émissions de gaz à effet de serre
Les enjeux du traitement
des eaux usées
Invention de la
boue activée
1914 Milieu XXè s
Protection du
milieu récepteur
Lien entre l’eau et
les épidémies de
Choléra
XIXè s
Début du « tout-
à-l'égout »
Fin XIXè s Fin XXè s
Impact des eaux
pluviales
Années 2010
Récupération des
ressources
Années 2015
Début de la
transformation
digitale
Années 2020
Effondrement
climatique
Nous avons besoin de l’aide du
pouvoir du calcul mathématique

51. Comment la digitalisation peut
aider à résoudre les défis de
l’eau ?

52. Des jumeaux numériques pour nous épauler
52
∙ Prévenir les défaillances et maximiser la durée de
vie des machines tournantes
→ SAMPRO : Solution de maintenance prédictive et
efficacité opérationnelle
∙ Réduire les pertes sur le réseau et prévenir les
casses majeures
→ Pure Technologies : Solution pour la détection
des fuites et analyses structurelles des conduites
∙ Réduire les OpEx et l’impact environnemental du
traitement de l’eau
→ TSO : Solution d’optimisation des stations de
traitement
∙ Valoriser et interconnecter les données en brisant
les silos des différents systèmes de gestion
→ GoAigua : Solution d’hypervision du cycle de l’eau

53. Optimisation des
stations de traitement
des eaux usées
TREATMENT SYSTEM OPTIMISATION : TSO

54. Génèse du TSO
54
Pays-Bas
Slovénie
Roumanie
Pologne
Grèce
Slovaquie
Finlande
Suède
République Tchèque
France
Luxembourg
Autriche
Portugal
MOYENNE EUROPE
Chypre
Royaume-Uni
Italie
Espagne
Irlande
Belgique
Danemark
Allemagne
Prix du kWh électrique en Europe en 2020
Prix hors taxes Taxes et prélèvements
Contexte :
Un coût de l’électricité en nette hausse en Allemagne
depuis 2005
0
5
10
15
20
25
30
35
c€/kWh
Prix du kWh électrique
Allemagne
Source Eurostat
 Création du TSO en 2005 pour réduire la consommation énergétique
des stations de traitement – Application de la logique flou au traitement
de l’eau
 Evolution du TSO pour l’optimisation complète de la station

55. Introduction au TSO

56. « Un jumeau numérique est un modèle virtuel conçu pour refléter avec précision un objet physique »
« Un optimizer est un système algorithmique conçu pour déterminer la meilleure combinaison de
points de consigne pour un objectif déterminé au préalable et une situation donnée »
La solution TSO : Combinaison d’un jumeau numérique
d’une usine de traitement d’eau et d’un optimizer

57. • Assurer la qualité du rejet en tout temps
• Réduire la consommation énergétique de l’usine
• Réduire la consommation de réactifs
• Limiter les émissions de GES (ex: N2O)
• Maitriser la variabilité des conditions d’entrée (charge,…)
• Équilibrer la nitrification et la dénitrification
• Capitaliser la connaissance sur site
Les solutions apportées par TSO
 Définition d’une fonction à optimiser par le
TSO avec priorités

58. Objectifs : Qualité de traitement & Minimisation des coûts d’exploitation
58
Air
Qreci
Recirculation des boues
Qext
Eau brute Eau traitée
DCO SORTIE , MESSORTIE,
NH4SORTIE, PSOTIE
DCOENTREE , MESENTREE,
NH4ENTREE, PENTREE ,T°…
BOUES
Réactifs
Polymère
Variables non
contrôlables
Variables
contrôlables
Comment savoir si la station fonctionne avec la
meilleure combinaison de points de consigne pour
assurer le traitement et minimiser l’ensemble des coûts
opérationnels?
?

59. Fonctionnement
du TSO

60. 1. Mesurer
• Collecte des données de l’usine
• Nettoyage des données
• Preprocessing
• Capteurs virtuels
2. Prédire
• Création des modèles de l‘usine
• Simulation de milliers de
scenarios à chaque instant
3. Agir
• Optimisation holistique:
Determination en continu de
la meilleure combinaison de
points de consignes
• Réduction de la
consommation énergétique /
réactifs
Système de décision en temps réel
Mesurer – Prédire - Agir

61. 61
Eau usée industrielle
Eau usée commune
Dégrillageie Dessablageie
Décantation Primaire
Flottatione
Clarificationille
5 Bassins Biologiques
(6 aérateurs de surface/bassin)
T
02
NO3
NH4
TS
Protor
T
pH
Q (m3/h)
NO3
NH4
TS
T
pH
Q (m3/h)
T
pH
Q (m3/h)
PO4
 Vérification de la qualité des données & capteurs virtuels
1. Mesurer : Données en qualité et quantité

62. 62
Données
d’entrée
Température
[ NH4]
[ DCO]
…
Effluent
• DCO
• Azote
• Phosphore
• Etc.
2- Prédire
Consignes
Aération,
Recirculation,
Dosages,
etc.
2. Prédire : Modélisation partielle ou complète de la station
Prédiction
• Oxygen
demand
• Nitrogen
• …
Jumeau numérique

63. 63
Données
d’entrée
Température
[ NH4]
[ DCO]
…
Effluent
• DCO
• Azote
• Phosphore
• Etc.
Consignes
Aération,
Recirculation,
Dosages,
etc.
3. Agir
Simulation & Optimisation sous contraintes
3 - Agir
OPTIMISER
Recommandation
• Objectifs
• Conformité qualité
• Gain énergétique
• Gain réactif
• Contraintes process
Prédiction
• Oxygen
demand
• Nitrogen
• …
Jumeau numérique

64. 64
Données
d’entrée
Température
[ NH4]
[ DCO]
…
Effluent
• DCO
• Azote
• Phosphore
• Etc.
Consignes
Aération,
Recirculation,
Dosages,
etc.
Simulation & Optimisation sous contraintes
OPTIMISER
Recommandation
• Objectifs
• Conformité qualité
• Gain énergétique
• Gain réactif
• Contraintes process
Prédiction
• Oxygen
demand
• Nitrogen
• …
Jumeau numérique
Aller plus loin que le jumeau numérique
Preprocessing
SecurityNet®
Règles
métier du
traitement de
l’eau
Accompagnement
des opérateurs
Vision
holistique

65. Zoom sur quelques
références

66. Charge
/kWh
€
2 flottateurs
Déssableur
Dégrillage
Eau usée industrielle
66
Cas d’étude : Usine de traitement des eaux usées de Cuxhaven (Allemagne)
2 décanteurs
Eau usée commune
Dégrillage Déssableur
5 lignes de 5500 m3 + 6 aérateurs
de surface / ligne
4 clarificateurs
Objectifs :
Réduction de la consommation énergétique
Assurer la qualité du rejet lors des à-coups de charge
Google Earth
400 000 EH
Capacité :
Charge actuelle :
272 000 EH
Operator :
EWE WASSER
L’aération
représente plus
de
de la facture
énergétique
50%
Cuxhaven
Google Earth

67. Time
67
Impact de la solution TSO sur la consommation spécifique de l’usine - kWh/kgcharge
*
*charge : 1 DCO + 4,3 N-NH4
• Une économie de
330 k€/an
sur les coûts opérationnels
de l’usine.
• Une réduction drastique des
fluctuations de charge et des
pics de consommation
d'énergie.
de réduction sur la
consommation
énergétique
de l’aération
30%
kWh/an
d’économie
1,2
MILLION
La mise en œuvre de la
solution TSO a permis:
Résultat
Avec TSO

68. Usines de Hamburg, Allemagne, 2 400 000 EH
Trois stations interconnectées
68
Rivières
Step Sud Dradenau
traitement secondaire 16 bassins
suivi de 64 décanteurs
Prétraitement
4 décanteurs
Step avec traitement nécessitant des
boues avec un temps de séjour long
Objectif premier :
Essayer de compenser le départ en
retraite des agents expérimentés
Objectifs suivants:
Maitrise du temps de réaction du
traitement du phosphore
Bonne rétention des boues dans les 64
décanteurs
Gestion âge des boues
Gestion de l’aération des 16 bassins

69. Usines de Hamburg, Allemagne, 2 400 000 EH
Résultats obtenus
69
Schéma traitement biologique STEP Hambourg

70. Challenge
 Neutralité carbone pour 2025
 Atteignable uniquement si reduction drastique des
émisions de protxyde d’azote
Solution
 La solution développée par Cobalt Water
 A travers les données opérationnelles, estimation du
risque d’émissions et émet des recommandations pour
les éviter
 Couplage avec la solution TSO et hypervision GoAigua
Réduction des émissions de N2O des stations de traitement des eaux
usées
- Observation: 80-90% des émissions de GES d’une station sont à
attribuer au N2O
- Résultat: Réduction jusqu’à 90% des émissions de N2O soit 70% des
émissions de GES de la station

71. TSO
une solution à
avantages multiples

72. Avantages de la solution TSO
• Solution mature et éprouvée
• Solution fiable et robuste
• Gestion et nettoyage standardisés des données
• Identification des dérives des capteurs (capteurs virtuels)
• Test de la fiabilité des recommandations en temps réel
• Adaptation automatique de la stratégie d’optimisation en continu
• Solution évolutive et flexible
• Extension du TSO à des unités fonctionnelles additionnelles
• Adaptation des objectifs en fonction des nouvelles contraintes
(changement réglementaire, etc.)
• Intégration de changement dans la ligne de traitement
(nouveau capteur, modification process, etc.)
• Cybersécurité
• Déploiement « on-premises » sur serveur local de l’usine
Jusqu’à 40% de réduction de
l’énergie liée à l’aération
Jusqu’à 40% de réduction
d’ajout de réactifs
15+ ans d’expérience
40+ références
(max: 2 400 000 EH, Hambourg)
ROI très court (< 1-2-3 ans)
€/kWh
FeCl3
Al2SO4

73. 73
Un grand merci
pour votre attention
Marlène Choo-Kun
Responsable Process Epuration
marlene.choo-kun@xylem.com

74. Les données ne
manquent pas -
leur valorisation
constitue le défi
74
SITUATION ACTUELLE
Les véritables partenariats sont rares alors qu’il
faut penser différemment et proposer des solutions
réalistes
De nombreuses solutions digitales ne sont pas
adaptables et ne tiennent pas compte des exigences
spécifiques de votre situation
Les solutions existantes sont souvent
réactives au lieu de vous aider à anticiper les
problèmes et leurs conséquences futures potentielles
Peu de solutions holistiques: les systèmes
cloisonnés rendent difficile l’utilisation optimale des
ressources

75. 75
Notre souhait :
Accompagner les collectivités et les
régions dans leur transformation digitale
Regardons le secteur de l’eau avec des
yeux nouveaux

76. Définition de la fonction coût à optimiser
1 - Variables d’entrées
4- Fonction Cible
2- Variable externes
3- Calculs

77. Machine Learning et apprentissage profond avec des réseaux de neurones
Volume
Température
Charge
MES
Aération
Recirculation
Dosages réactifs
Concentration effluent
Energie
….
Taux d’abattement
SecurityNet® : Management du risque d’incertitude de prédiction :
 Mesure de l’incertitude de prédiction associée à chaque variable de sortie
SecurityNet®

78. 13/09/2023
78
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
La télégestion des ouvrages de régulation des voies hydrauliques
pour une optimisation des usages de l’eau
Par Philippe Dierickx et Nathan Bertouille
Direction de la Gestion Hydrologique, SPW MI​
Centre PEREX - 12 septembre 2023

79. 13/09/2023
79
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
• Contextualisation et enjeux
• Outil hydrologique
| 79
Agenda

80. 13/09/2023
80
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
CONTEXTUALISATION ET ENJEUX

81. Escaut : 3.774 km² (17%)
Rhin : 767 km² (0.4%)
Seine 40 km² (0.05%)
_______________
TOTAL: 16.936 km²
Meuse : 12.355 km² (35%)
Le réseau hydrographique wallon
Meuse
Escaut
Anvers
Rotterdam

82. 450 km de Voies navigables
60 % de cours d’eau régulés
40 % de canaux artificiels
6 grands barrages et réservoirs
Environ 80 ouvrages d’art
Plusieurs centaines de km de cours d’eau non navigués
Le réseau des voies hydrauliques

83. 13/09/2023
83
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
Bassin de
l’Escaut
Bassin de la
Meuse
Réservoirs de
l’Eau d’Heure
Meuse
Sambre
Canal Charleroi-
Bruxelles
Escaut
Canal du Centre
Canal Nimy-
Blaton-Péronnes
Canal
Pommeroeul -
Condé
Un réseau de voies hydrauliques complexe

84. 140 MW
0,6 MW/site
2 MW
0.1 MW/site
2,5 MW
1,2 MW
0.25 MW/p
0.5 MW/p
La navigation et les ouvrages de régulation

85. 13/09/2023
85
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
L’enjeu de la potabilisation

86. L’enjeu hydroélectrique
- 114 MW installés en Wallonie (95 % Belgique)
- 160 sites de production
- 83 % au fil de l’eau
- 17 % sur les barrages réservoirs
- 389 GWh, soit environ 110.000 ménages (1 % BEL)

87. Centrales
nucléaires
Les enjeux industriels
Data Centers
Entreprises
pharmaceutiques et
biochimiques
Centrales
thermiques

88. L’enjeu environnemental
352 Masses d’eau de surfaces
(MESU)
75 %
20 %
5 %
44 % en bon ou très bon état écologique
0 % en bon état chimique (PBT* compris)
68 % en bon état chimique (hors PBT*)
MESU naturelles
MESU Artificielles
MESU
fortement
modifiéés
pesticides
fertilisants
rejets d’eaux usées
espèces envahissantes
(*) substances persistantes, bioaccumulables et toxiques

89. *
L’enjeu environnemental
Canal Albert
Meuse
- Qualité de l’eau
- Biodiversité

90. Baignade
Sports et
loisirs
Tourisme fluvial
L’enjeu sociétal
Pêche
Cadre de vie

91. Les enjeux géopolitiques
La Flandre et les Pays-Bas dépendent
fortement de l’eau Wallonne pour :
- l’eau potable (quantité et qualité)
- la navigation
40 % de la
consommation en
Flandre par le Canal
Albert
7 millions de néérlandais
consomment l’eau de la
Meuse
La Wallonie dépend partiellement des eaux
françaises

92. En résumé…
- Les voies hydrauliques sont à la fois (et parfois de manière contradictoire) :
- une ressource d’eau potable
- une zone d’activités économiques
- un milieu vivant
- une source d’énergie renouvelable
- la voie du transport le moins polluant
- une source d’eau pour des processus industriels
- un lieu de récréation et de loisirs
- un lien sociétal
un enjeu majeur environnemental et socio-économique multi-sectoriel pour la Wallonie et les zones
limitrophes
un atout conséquent pour le développement durable wallon
forte dépendance à la ressource en eau et aux risques d’inondations

93. L e s i m p a c t s c l i m a t i q u e s : l e s s é c h e re s s e s
5 années sèches en 6 ans

94. L e s i m p a c t s c l i m a t i q u e s : i n o n d a t i o n s
39 personnes décédées
30.000 personnes relogées
11.490 habitations impactées
1.330 entreprise impactées
5,3 milliards €
-> 300 l/m² en 36h

95. Doublement
des écluses
1.350 T
2.000 T
Les besoins futurs: la navigation
Doublement des
écluses
Ponts rehaussés
sur le Canal Albert
Augmentation des capacités de franchissement
Augmentation des gabarits
Amélioration de l’offre et de l’attractivité
Nœuds multimodaux
Navires autonomes Augmentation du trafic et des besoins en eau
Aggravation du risque de stress hydrique
Ecluse à 9.000 T
Réouverture
2030
2027
2023
2023
-55% gaz à effet de
serre en 2030

96. Les besoins futurs: l’énergie
2025 (?)
et…
De nouvelles centrales
thermiques ?
Tout est quasi exploité
Rentabilité ?
Optimisation de l’existant
Amélioration pour réduire les impacts sur
la biodiversité
THERMIQUE
HYDRO

97. Les besoins futurs: les autres inconnues
Qualité de l’eau
Impacts des débits plus faibles ?
Impacts des températures plus élevées ?
Potabilisation
Augmentation ou réduction des besoins ?
Changement des modes de consommation ?
Evolution démographique ?
Besoins en aval ?
Agriculture
Augmentation de l’irrigation ?
Evolution des cultures ?
Evolution de l’élevage ?
Biodiversité
Quid des débits réservés ?
Barrages
Modification des lois de
gestion face aux extrêmes
Industries
Nouveaux besoins ?
Abreuvement

98. 13/09/2023
98
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
OFFRE
Disponibilité
DEMANDE
Besoins
Le changement climatique et la croisée des chemins
Approche multi sectorielle, hydrologique,
économique, environnementale et sociétale

99. Le schéma stratégique des voies hydrauliques
Maintenance Exploitation
Investissements
Réglementation Résilience

100. 13/09/2023
100
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
L’exploitation aujourd’hui
Poste éclusier local
MANU MANU
AUTO
LOCAL
Navigation Gestion de l’eau

101. Objectifs principaux (volet voies hydrauliques):
• Augmenter l’attractivité du transport fluvial
• Centraliser et optimiser la gestion des ressources en eau
-> migrer d’une gestion locale à une gestion globale
• Améliorer la gestion des risques liés aux voies d’eau et à
leurs usages
• Rationaliser les moyens humains et matériels
• Une infrastructure dédicacée coinjointe à l’exploitation du
réseau autoroutier et routier
L’exploitation 4.0

102. Télécommande
des ouvrages de
franchissement
Coordination du
trafic fluvial
Télégestion des
ouvrages de
régulation
Gestion et
prévisions
hydrologiques
L’exploitation 4.0
Télécoms & maintenance

103. La coordination du trafic fluvial
Permanencier
Gestion du
trafic
Suivi en temps réel du trafic
Préparation des écluses
Fluidification du trafic
Réduction des attentes
Moindre consommation de
carburants
Réduction de la
consommation d’eau
Gérer les évènements,
avaries et accidents

104. 31 ouvrages de franchissement téléconduits à partir du Centre Perex
La télécommande des ouvrages de franchissement
12 pupitres « écluses »
3 pupitres gestion du trafic

105. Hydrologie opérationnelle
Observations Prévisions
Alertes
Diffusion
Contrôle-qualité
La gestion et la prévision hydrologique
Nowcasting

106. Hydrologie opérationnelle
Prévisions
La gestion et la prévision hydrologique
Observations
Court terme (3 j)
Moyen terme (15 j)
Long terme (1-3 m)
Actions
Outils d’aide à la
décision
ETIAGE

107. 13/09/2023
107
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
OUTIL HYDROLOGIQUE

108. 13/09/2023
108
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
• Contexte et objectifs
• Présentation de l’outil
• Module d’optimisation
• Missions de la permanence hydrologie
Outil hydrologique

109. 13/09/2023
109
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
• Contexte et objectifs
• Présentation de l’outil
• Module d’optimisation
• Missions de la permanence hydrologie
Outil hydrologique

110. 13/09/2023
110
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
Salle de permanence hydrologie

111. 13/09/2023
111
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
Pourquoi un outil global de gestion de l’eau?
Objectif
Aider le permanencier à choisir les
commandes optimisées pour les ouvrages de
régulation
Outil temps réel d’optimisation de la gestion de l’eau
Outil multicritères:
• Sécurité des biefs et des ouvrages
• Niveau d’eau pour la navigation
• Optimisation des pompes et turbines
• Variations de débit et de niveau d’eau
• Débit écologique
• …

112. 13/09/2023
112
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
Organisation

113. 13/09/2023
113
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
Etat d’avancement
2022
2023
2024
2024

114. 13/09/2023
114
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
• Contexte et objectifs
• Présentation de l’outil
• Module d’optimisation
• Missions de la permanence hydrologie
Outil hydrologique

115. 13/09/2023
115
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Outil hydrologique (ORHYX)
Centralisé | Vision globale
MAR
ITT
GOS
VIE
RON
CCB -
BSA -
STR
Eau d’heure
Sécurité
Navigabilité
Energie
Environnement
Barrage, pompes, turbines
30 min
MAR
ITT
GOS
VIE
RON
CCB -
BSA -
STR
Eau d’heure
Décentralisé | Vision locale

116. 13/09/2023
116
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
Outil hydrologique (ORHYX)

117. 13/09/2023
117
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
• Contexte et objectifs
• Présentation de l’outil
• Module d’optimisation
• Missions de la permanence hydrologie
Outil hydrologique

118. 13/09/2023
118
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
MODELE
CONCEPTUEL
GENERATEUR DE
SCENARII
Prévisions
hydrologiques
Observations
Etat prévu du
système
t t + ∆t
Stratégie optimale
de contrôle
SELECTEUR DE
SCENARII
Critère
d’arrêt?
Stratégie
optimale
de
contrôle

119. 13/09/2023
119
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
MODELE
CONCEPTUEL
GENERATEUR DE
SCENARII
Prévisions
hydrologiques
Observations
Etat prévu du
système
t t + ∆t
Stratégie optimale
de contrôle
SELECTEUR DE
SCENARII
Critère
d’arrêt?
Stratégie
optimale
de
contrôle

120. 13/09/2023
120
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• Modèle HEC-RAS  Modèle SCAN de substitution
• Représentation simplifiée du système
• Très performant:
• 20.000x plus rapide
• 0,004 s/jour de simulation
• Ecrit en C++
• Assimilation des données intégrée
MODELE
CONCEPTUEL
(SCAN)

121. 13/09/2023
121
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
• Confirmation du potentiel de la solution
• Atténuation des variations de débits
• Résultats de simulation = niveaux d’eau
observés
• Communication via PC104
• Objectif : fibre optique et SCADA
Résultats des tests
opérationnels

122. 13/09/2023
122
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
Conclusions
• Résultats encourageants  avantages de recourir à une gestion globale, centralisée et optimisée
• Il reste des challenges:
• Sensibilité de l’optimisation
• Sécurité (communication,…)
• Incertitude des inputs
• Amélioration continue - tests opérationnels
• Développement de la confiance
• Coopération avec autres marchés

123. 13/09/2023
123
Service public de Wallonie | SPW Mobilité et Infrastructures
• Contexte et objectifs
• Présentation de l’outil
• Module d’optimisation
• Missions de la permanence hydrologie
Outil hydrologique

124. 13/09/2023
124
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Missions de la permanence hydrologie
• Surveillance de première ligne des observations et prévisions hydrologiques
• Suivi des données de régulation des ouvrages
• Télé-surveillance et télé-conduite des ouvrages de régulation