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- Le	concept	« Smart	Grid»	(réseaux	intelligents)	présente	
un	grand	intérêt.
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et	sur	leurs	interactions
- Passer	des	réseaux	aux	services	(Smart	City)
• Historique	du	projet	
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Satisfaction,	interaction	
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Technologie
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Innovations	
sociales
Enjeux	et	
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Solutions
Sécurité,	performances Satisfaction,	interaction	
implication
Défis	pour	le	service	de	l’eau:	
• Gestion	de	patrimoine	
• Détection	et	réparation	des	fuites
• Contrôle	de	la	qualité	de	l’eau	– détection	précoce	de	la	
contamination
• Réduire	la	consommation	d’énergie
• Information,	sensibilisation	et	interaction	avec	les	usagers
Difficultés:	
- Service	de	base	(Nécessité	d’assurer	la	continuité	du	service)
- Patrimoine	complexe,	très	étendu
- Généralement	âgé,	mal	(pas	assez)	identifié
- Enterré	(pas	visible…)
- En	interaction	avec	les	autres	réseaux
- Difficultés	d’accès	à	l’énergie	et	aux	réseaux	de	communication
- Coût	élevé	d’investissement	et	de	fonctionnement
Défis	pour	le	service	d’eau	
Comment	faire	pour	:
• Améliorer	la	sécurité	
• Améliorer	les	performances	(réduire	les	fuites,…)
• Optimiser	les	investissements	et	les	dépenses	de	fonctionnement	
Comment	le	numérique	peut	aider	à	atteindre	ces	
objectifs	?
Technologie	
Numérique	
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Réseaux	Sociaux
• Mesurer	
• Analyser
• Faire	des	actions
Internet	des	objets		
Chaque	objet	peut	:
• Être	identifié
• Géo-localisé	
• Communiquer
Démonstrateur à grande échelle de « Smart Water »
Capteurs	et	actionneurs	intelligents
BigData &	data	analysis,	expert	system,..
Réalité	augmentée	et	réalité	virtuelle
Les	drones
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Des	données	pertinentes
On	dispose	des	données	historiques	et	en	temps	réel	sur	les	
composantes	de	la	ville	(infrastructures,	services,	usages,…)	et	sur	
son	environnement.	
Pour	résumer	la	«Smart	City »
L’invisible	devient	visible	
Quand	on	voit	les	choses	on	
fait	du	progrès	
Pour	résumer	la	«Smart	City »
Créer	de	la	valeur	
Donner	de	la	valeur	aux	données	à	travers	:
• Leur	mise	dans	un	contexte	spatial	et	temporel
• Croisement	avec	d’autres	données	
Pour	résumer	la	«Smart	City »
Développer	des	modèles	prévisionnels:
Des	techniques	d’analyse,	d’apprentissage	et	de	BigData
permettent	de	développer	des	modèles	prévisions	el	pour	les	
systèmes	urbains	complexes	
Pour	résumer	la	«Smart	City »
Sécurité	et	résilience
Les	données	en	temps	réel	+	les	modèles	prévisionnels	permettent	
de	détecter	rapidement	les	anomalies.
Les	techniques	de	commande	permettent	de	:
• Confiner	les	anomalies	
• Assurer	un	fonctionnement	en	mode	dégradé	
• Rétablir	rapidement	le	fonctionnement	
Pour	résumer	la	«Smart	City »
Optimisation
Les	données	sur	la	ville	permettent	de:
• Optimiser	son	fonctionnement,	
• Réduire	les	consommations	
• Réduire	la	pollution
Pour	résumer	la	«Smart	City »
Usagers,	acteurs	de	la	ville
• Les	données	et	les	analyses	sont	mises	à	la	disposition	des	
usagers.
• Les	usagers	remontent	des	données	d’observation	et	d’évaluation.
• Participent	d’une	manière	plus	éclairée	et	active	
Pour	résumer	la	«Smart	City »
De	nouveaux	services:
• Santé,	éducation,
• Mobilité	
• Tourisme
• Administration	
• Personnes	âgées	ou	à	mobilité	réduite
Pour	résumer	la	«Smart	City »
Améliorer	l’attractivité	
- Politique	de	développement	durable
- Services	améliorés
- Sécurité	renforcée
- Cadre	de	vie	
- Image	moderne	
- Activité	tourné	e	vers	l’économie	de	la	connaissance	
Pour	résumer	la	«Smart	City »
• Historique	du	projet	
• Concept	Smart	City	– Smart	water	
• Présentation	du	démonstrateur	« SunRise	Smart	
City »
• Résultats	et	retour	d’expériences	
Plan
Expérimentation	
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Déployer	dans	la	ville	?
Petite	ville	(110	Hectares)
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• 140	bâtiments
Site	du	projet	«Cité	Scientifique»
Site	du	projet	«Cité	Scientifique»
100	km	de	réseaux	
• Eau	potable
• Assainissement
• Chauffage,	Gaz	
• Électricité	(HT,	BT)
• Eclairage	public
Démonstrateur à grande échelle de « Smart Water »
Architecture	 du	système
Plateforme		de	
pilotage
Système	
d’information
• Données	de	patrimoine	(SIG,	BIM)
Outils
d’analyse
Communication	
Serveur	web
• Equipes	Techniques
• Equipes	de	gestions
• Usagers
• Equipes	Académiques
Communication	:	
• Réseaux	filaires	
• Réseaux	sans	fils	
• Bâtiments	
• Réseaux		urbains
Mesure	et		contrôle	des
infrastructures	
• Mesures	capteurs	
Autres	Données
• Environnement
• Transport
• Secours
• Autres	données
Travail	réalisé
1.	Système	d’information	(SIG)	pour	tous	les	réseaux
3.	Analyse	des	données
4.	Recommandations
• Eau	potable
• Assainissement
• Chauffage	Urbain
• Electricité
• Voiries
2.	Instrumentation:
Plateforme	de	pilotage
- Développement	propre	
(ArcGIS)
- OsiSoft
- OpenDataSoft
SIG	:	Intégrer	les	données	sur	les	réseaux,	
bâtiments,…	et	sur	leur	fonctionnement	dans	le	
même	système	d’information	
Sécurité	publique
Réseau	d'assainissement
Réseau	d'électricité
Réseau	de	chauffage
Réseau	d'eau
Caractéristiques	du	site
Bâtiments
SunRise
Site pilote de la ville
intelligente et durable
Réseau	d'eauRéseau	de	chauffageRéseau	d'assainissement
Réseau	d'électricité Chauffage
Eau	potable	
Thèses	de	doctorat
• Elias	Farah	« Détection	des	fuites »	- thèse	soutenue	en	Nov 2016
• Amani Abdallah	« Contrôle	en	temps	réel	de	la	qualité	de	l’eau -
Qualification	des	capteurs	intelligents»,	décembre	2015
• Christine	Saab	« Contrôle	en	temps	réel	de	la	qualité	de	l’eau -
Contrôle	in	situ»,	thèse	en	cours
Partenariat
1)	Laboratoire	commun	(CEA-LIST,	W-Smart,	KWR)
2)	Chaire	Internationale	(Région)
3)	Chaire	industrielle (Eaux	du	Nord	/Suez)
4)	Projets	INCOM	et	BIOSMART	(Eau	du	Nord,	Eaux	de	Paris,	Vitens,	
KWR,	CEA-LIST)
TWUL	Demo	site
London- UK
Smart	Burgos
Burgos	-Spain
VIP
Leeuwarden-
Netherlands
Sunrise	
Lille- France
Projet	Européen	SmartWater4Europe
SmartWater4Europe
• Historique	du	projet	
• Concept	Smart	City	– Smart	water	
• Présentation	du	démonstrateur	« SunRise	Smart	
City »
• Résultats	et	retour	d’expériences	
Plan
• 15 km de conduites
• Complexe et maillé
• Près de 60 ans
Réseau	Eau	potable
2013 2014 2015
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
Totalconsumption(m3
)
Consommation	annuelle
Détection	des	fuites
Instrumentation
• 90 compteurs d’eau télé-relevés
Instrumentation	
Eau	potable
VHF 169 MHz
Portail de restitution
des données
GPRS
Consommation	bâtiment	P2	- Mai	2014
Instrumentation
5 capteurs de pression
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
4/20/2015
12:00:00	AM
4/21/2015	
12:00:00	AM
4/22/2015	
12:00:00	AM
4/23/2015	
12:00:00	AM
4/24/2015	
12:00:00	AM
4/25/2015	
12:00:00	AM
4/26/2015	
12:00:00	AM
4/27/2015	
12:00:00	AM
Pressure	(bars)
Consumption(m3)
Flow	and	pressure	profile	during a	working week in	the	Chemistry sector
Exemple	de	mesure	
54
Détection	des	fuites
DMA	– Bilan	de	volume	
MNF	– Ecoulement	de	nuit
Profile	de	consommation	(traitement	de	données,	proba,	
stat,	RNA)
Détection	des	fuites	:	bilan	de	volume	
Volume	perdu/jour	(m3)	
Détection	des	fuites	:	bilan	de	volume	
Volume	perdu
Depuis	01/01/2015
Détection	des	fuites	:	bilan	de	volume
58
Fuites	détectées
Contrôle	en	temps	réel	de	la	qualité
S::can	micro	station
UV
Turbidité
TOC
Température
pH
Chlore	libre	
Conductivité
Couleur
Vue	latérale
60	mm
Vue	en	plan
1	mm
4mm
Indice de réfraction
à Puce optique MZI
à Electronique dédiée
à Logiciels et algorithmes
à Communication de données (GPRS)
Optiqua	Event	Lab	system
Eau	de	robinet
S::can
Vidange
Injections	de	
contaminant	
41m
61m
Optiqua
Pilote en laboratoire
Réservoir
Démonstrateur à grande échelle de « Smart Water »
Injection
Point	de	
mesure	
64
• Longueur totale = 61 m
• Tuyaux opaques double
couches (Aluminuim–
Plastique)
• Diamètre = 16mm
• Vannes
• Clapets antiretours
• Réservoir d’alimentation
• Vidange
• Ventouse
• Compresseur d’air
comprimé
Pilote pour l’étude de la contamination accidentelle
-0,04
-0,02
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0 20 40 60 80 100 120 140
Changement	de	phase	
Temps	(minutes)
y	=	0,0015x	+	0,0191
R²	=	0,86853
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Changement	de	phase
Concentration	ajoutée	(mg/L)
Injection du Cadmium
Contaminants	chimiques/	Optiqua
108			UFC/ml
107			UFC/ml
108			UFC/ml
108			UFC/ml
107			UFC/ml
107			UFC/ml
Injection	de	bactéries	E.	Coli
105				CFU/ml
106				CFU/ml
107				CFU/ml	
108				CFU/ml
Turbidity	(S:Scan)
67
Installation sur le réseau du campus
Valve anti-retour Evacuation d’eau
Mesure sur un bâtiment d’enseignement
Réseaux	d’assainissement
L : 31 km
D: 150 à 1200 mm
Réseau	d’eaux	pluviales
Démonstrateur à grande échelle de « Smart Water »
Réseau principal
Réseau secondaire
Réseau principal
Réseau secondaire
Réseau principal
Réseau secondaire
4	km
12	km
D=100-250	mm
930	regards	
Réseau	des	eaux	usées
Instrumentation
Démonstrateur à grande échelle de « Smart Water »
Sonde	débitmètre	
Transmetteur
Pack	Batterie
Débit	journalier
Détection d’Anomalies
80	m3/h10	m3/h
Conclusion
Retour	d’expérience	très	positif
Eau	potable:
– Un	système	opérationnel	pour	les	fuites
– En	développement/test	pour	la	qualité
Conclusion
Assainissement	
– Opérationnel	pour	le	suivi	des	paramètres	hydrauliques	
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