Novembre 2014

Groupe MERLIN

GESTION PATRIMONIALE

Groupe MERLINUne tradition d’innovations au service des hommes

Indépendance - Expériences - Expertises - Proximité

Groupe MERLIN

POLLUTEC 2014

F.S.T.T.France Sans Tranchée Technologies

Gestion patrimoniale des

réseaux d’AEP

Décembre 2014

POLLUTEC 2014

F.S.T.T.France Sans Tranchée Technologies

Gestion patrimoniale des

réseaux d’AEP

Décembre 2014

Novembre 2014

Groupe MERLIN

ENJEUX DE LA GESTION PATRIMONIALE

Gestion patrimoniale (Norme ISO 24512)

Processus permettant à un service public de l’eau d’orienter, de contrôler et d’optimiser la fourniture, la maintenance et la mise hors service des biens liés aux infrastructures, y compris les coûts nécessaires pour les performances spécifiées, au cours de leur cycle de vie

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Qu’est-ce qu’un patrimoine ?

Un ensemble d’investissements passés, cumulés - qui constituent ensemble un bien matériel :

ouvrage (affectés à un service)- qui a une charge d’entretien (durée de vie /

durée d’usage)

D’où la question du renouvellement dans la logique de maintien du patrimoine

Novembre 2014

Groupe MERLIN

ENJEUX DE GESTION DU PATRIMOINE

Besoins en matière de renouvellement

• Réseaux : 80% de la valeur du patrimoine d’un service

• Patrimoine enterré, durée de vie longue

• 910 000 km de réseaux d’eau potable

• Besoins de renouvellement de 1.3% / an (T = 80 ans)

• estimation besoins : 1,8 Md € /an

• Pratique actuelle : 0,6% / an

Novembre 2014

Groupe MERLIN

ENJEUX DE GESTION DU PATRIMOINE

Faire face aux défis techniques er financiers

• Maintien d’un haut niveau de service

• Programmation hiérarchisée et optimisée des investissements

par anticipation des travaux à réaliser.

• Réduction des coûts d’exploitation.

• Maîtrise du prix de l’eau.

• vieillissement global • Dépréciation du patrimoine• Perte de fonctionnalité

Insuffisance du renouvellement

Novembre 2014

Groupe MERLIN

ENJEUX DE GESTION DU PATRIMOINE

RÉPONDRE AUX PROBLÉMATIQUE DE L’EXPLOITANT ET DU MAITRE D’OUVRAGE

ConnaitreConnaitre

• Quel est l’état actuel du réseau ?

• Quel sera l’état futur?

PlanifierPlanifier

• Quel montant d’investissement pour assurer un niveau de renouvellement minimum nécessaire

• Quel est le taux de renouvellement optimum?

AgirAgir

• Quel est le meilleur plan de renouvellement ?

• Quels secteurs renouveler en priorité?

Novembre 2014

Groupe MERLIN

ENJEUX DE LA GESTION PATRIMONIALE

Objectif et contexte règlementaire

�Connaissance du patrimoine (Arrêté du 22 juin 2007)

�Planification des opérations de renouvellement des réseauxdans le but de maintenir un niveau de service satisfaisant(Arrêté du 2 mai 2007)

�Décret du 27 janvier 2012 : descriptif détaillé des réseauxdes services publics de l'eau et de l'assainissement

Novembre 2014

Groupe MERLIN

LE DECRET DU 27 JANVIER 2012

Le descriptif détaillé

�Un plan des réseaux mentionnant la localisationdes dispositifs généraux de mesures,

�Un inventaire des réseaux comprenant :

�les linéaires de canalisations,

�l’année ou, à défaut, la période de pose,

�la catégorie de l’ouvrage au sens de lanouvelle réglementation relative aux travaux àproximité des réseaux,

�des informations cartographiques,

�les matériaux utilisés et les diamètres descanalisations (si ces informations sontdisponibles).

� Devait être mis en œuvre pour le 31 décembre2013…

� Doit être mis à jour et complété chaque année

Novembre 2014

Groupe MERLIN

ENJEUX DE LA GESTION PATRIMONIALE

HistoriqueJusque dans les années 80 :

Programmes de poses en extension avec un faible ou rare intérêt pour lerenouvellement (sauf curatif),

Après 80 :

Avec le vieillissement des réseaux et l’arrêt des extensions => prise deconscience et mise en œuvre de programme de renouvellement (approchede « bon sens » et curatif),

CARE-W 2004 (Computer Aided REhabilitation of Water) :

Projet de recherche européen sur la problématique => théorie et modèlesde vieillissement des conduites et de calcul de probabilité de casse, miseen œuvre d’une hiérarchisation du renouvellement à partir d’une analysemulticritère

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Démarche proposée

Une démarche inspirée des travaux de recherche CARE-W

• Une analyse statistique de prévision des casses ou devieillissement des canalisations en fonction de l’historique desinterventions.

• Une analyse de criticité qui évalue l’importance de chaquetronçon du réseau au regard de la garantie de la fiabilité duservice.

• Une analyse multicritère qui, à partir des résultatsprécédents et en prenant en considération d’autres objectifspermet d’établir une hiérarchisation du renouvellement.

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Démarche proposée

Hiérarchisation du renouvellement des

tronçons

Bases de données(réseaux, historiques de casses)

Modèles prédictifs de cassesCriticité hydraulique des

tronçons

Critères de renouvellement : Coût de réparationContinuité du serviceCoordination avec d’autres travauxRenforcements...

Module d’aide à la décision

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Les données patrimoniales et d’environnement

Le réseau est subdivisé en tronçons.Le tronçon est l’objet élémentaire d’étude.

La canalisation du tronçon est caractérisée par :� Le matériaux

� La longueur

� La date de pose et éventuellement la date de renouvellement

� Le diamètre, la nature des joints� L’environnement : pression, nature du sol, densité de

branchements, position sous trottoir ou sous chaussée, trafic

Ces caractéristiques déterminent les covariables attachées à un tronçon

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Les données relatives aux incidents

Sur la base des différents incidents observés au coursd’une période d’observation doit être recherchél’historique des casses.

Ces casses doivent être obligatoirement reliées au tronçon de conduite.

Les informations suivantes doivent être recueillies :� Date de l’intervention, localisation� Type d’incidents : fuite sur branchement, fuite sur joint,

Cause présumée de l’incident, fait générateur de l’intervention (casse : spontanée, recherchée, provoquée)

� Données complémentaires : état de la canalisation, impact de l’incident (durée et coût de la réparation, dégâts, perturbations… )

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Modèle de prévision de casse

A partir des données précédentes un modèle statistiquedétermine pour chaque tronçon du SIG le nombreprobable de casses à un horizon de temps donné.

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Logiciel CASSES

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Logiciel CASSES

Données

Tronçons Casses

Modèle(Leyp)

Résultats

Paramètres Validation Prévisions

Données obligatoires :IdentifiantLongueurDate de poseDate mise hors service(Matériau) (Diamètre)

Données additionnelles:PressionType de solType de surfaceType de jointRevêtement…

Données obligatoires :IdentifiantDate de casse (réparation)

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Logiciel CASSES

� Importation� Exploration� Création� Construction� Calage� Validation� Prévision

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Logiciel CASSES

� Importation� Exploration� Création� Construction� Calage� Validation� Prévision

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Logiciel CASSES

� Importation� Exploration� Création� Construction� Calage� Validation� Prévision

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Groupe MERLIN

Logiciel CASSES

� Importation� Exploration� Création� Construction� Calage� Validation� Prévision

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Logiciel CASSES

Tronçon 1

Période d'enregistrement des casses du réseau

Tronçon 2

Période d'observationt

Fenêtre d'observation T1Pose

PoseFenêtre d'observation T2

Tronçon 3

Fenêtre d'observation T3

Pose Hors service

Période de calage Période de validation

Période de prévision

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Logiciel CASSES

� Importation� Exploration� Création� Construction� Calage� Validation� Prévision

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Logiciel CASSES

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Efficacité d’une gestion patrimoniale adaptée ( ASTEE)

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% d

e f

uit

e é

vit

é -

(eff

ica

cité

du

re

no

uve

lle

me

nt)

% du réseau renouvellé (Intensité du renouvellement)

Renouvellement au hasard

Utilisation des durées de vie

Gestion patrimoniale adaptée

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Logiciel CASSES

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Stratégie de renouvellement . Analyse multicritères

• Une infrastructure d’alimentation en eau potable n’ayant pas

pour objectif premier d’être conçue et exploitée à la seule fin de

limiter les casses de conduite

• La stratégie de renouvellement doit viser à :

– à pérenniser les infrastructures de distribution

– à assurer l’alimentation de son territoire avec le plus de fiabilité possible, au moindre impact et au meilleur cout .

Novembre 2014

Groupe MERLIN

La Criticité hydraulique potentielle

La criticité hydraulique potentielle de chaque tronçon correspond à la demande en eau non satisfaite en cas de casse de celui-ci.

Le risque de défaillance correspond alors au produit de la probabilité de casse par la criticité potentielle

On est capable aujourd’hui d’évaluer la criticité hydraulique potentielle de chaque tronçon du SIG s’il on dispose d’un modèle EPANET dont la topologie est calée sur celle du SIG :

• Ceci en effectuant au moyen d’une macro Excel pilotant EPANET autant desimulations qu’il est possible d’enlever un tronçon au modèle.

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Définition des critères, en concertation avec le maître d’Ouvrage,

des critères d’impact

Ils mesurent les nuisances ou les perturbationsoccasionnées par les casses du tronçon

des critères d’opportunités

Ils prennent en compte les facteurs indépendants descasses pouvant influencer la décision de renouveler letronçon.

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Les critères d’impact

� Exemple de critères d’impact :

• cout réparation/renouvellement

• Perturbation du trafic routier

• Indice linéaire de perte

• criticité hydraulique

• Rupture d’alimentation d’abonnés prioritaires

• Perturbation local de la continuité hydraulique

• Risque de dégradations connexes

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Les critères d’opportunité

� Exemple de critères d’opportunité :

• Travaux prévus sur le secteur (travaux de voirie …),

• Renforcement pour extension urbaine future ou aménagements découlant du diagnostic hydraulique,

• Contrainte d’exploitation,

• Nécessité du renouvellement vis-à-vis de problème qualité,

• Nécessité du renouvellement au regard de la réglementation …

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Analyse multicritères et Hiérarchisation des tronçons vis-à-vis du renouvellement

l’agrégation de ces critères( normalisation puispondération) permetd’établir une note pourchacune des canalisations.

Les résultats de cetteréflexion statistiquepermettront d’orienter etde hiérarchiser leprogramme derenouvellement

Novembre 2014

Groupe MERLIN

concaténation des tronçons

La liste des tronçons éligibles issue de la hiérarchisation destronçons vis-à-vis de l’analyse multicritères comporte très souventde très nombreux tronçons de faible longueur si bien qu’il estdifficile d’assimiler cette liste à un programme de travaux réaliste.

Il n’est pas envisageable, sauf cas particulier, d’ouvrir un chantierpour renouveler des tronçons de faible longueur (0,5 ml à 10 ml) etceci pour deux raisons principales :

- tout chantier comporte des couts fixes (installation dechantier) ce qui renchérit notablement les prix linéaires d’un telrenouvellement

- toute ouverture de chantier génère une gêne pour lesriverains, les multiplier n’est donc pas souhaitable.

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Identification des chemins à risque

Les chantiers de renouvellement doivent donc avoir,sauf cas particulier, une longueur minimum, celle-cipeut être évaluée entre 100 et 250 ml.

Il faut identifier les chemins les plus à risque qui aprèshiérarchisation constitueront les chantiers de travaux derenouvellement.

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Définition du programme de travaux derenouvellement des conduites de distribution

La confrontation des gains attendus du programme de travaux et de son impact sur le prix de l’eau permet de proposer un rythme de renouvellement

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Conclusions

���� De l’intérêt de mettre en œuvre une tel méthode.

• Améliorer la connaissance de son patrimoine,

• Etablir un programme de renouvellement plus efficace au moindre prix.

Novembre 2014

Groupe MERLIN

S E D I F

Syndicat des Eaux d’Ile-de-France

• 8 065 km de conduites d’eau potable de DN 40 à DN 2000

• 142 communes de sept départements de la région parisienne

• 4 millions d’habitants (550 000 abonnés) des communes concernées

Novembre 2014

Groupe MERLIN

SEDIF

Novembre 2014

Groupe MERLIN

SPECIFICITES DE LA MISSION :

• Vérification et la mise en forme des données

• Pré-analyse des données pour identifier les paramètres les plus pertinents

• Analyse au moyen du logiciel « CASSES » utilisant le modèle « LEYP »

• Comparaison des casses observées depuis 2009 et les prévisions effectuées entre 2006 et 2009

• Évolution du nombre de casses prévu selon les différentes stratégies de renouvellement

• Concaténation de tronçons adjacents pour identifier les chemins à risque

• Etablissement des programmes 2012, 2013, puis du programme pluriannuel de renouvellement des canalisations de distribution pour les années 2014-2017 (250 km environ de canalisations)

S E D I F ���� Gestion patrimoniale des réseaux :

Hiérarchisation des conduites de distribution à renouveler

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Nombre de casses prévu : (2008 - 2010) : 2 444

Nombre de casses observé : (2008 - 2010) : 2 967

S E D I F ���� Fonte grise

Novembre 2014

Groupe MERLIN

600

700

800

900

1000

1100

1200

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

0/0

0,5/0

0,75/0

1/0

1,25/0

1,5/0

0/0,5

0/0,75

0/1

0/1,25

0/1,5

S E D I F ���� Evolution nombre de casses sur conduites en

fonte grise en fonction des stratégies de renouvèlement

Novembre 2014

Groupe MERLIN

S E D I F ���� Prévisions de casses 2011 – 2013

triées par NCP Nombre de casses par tronçon (et taux) décroissant

21100897 FG 235 10 0.7496 3.1918 0.7794 3.3099 0.8061 3.4324

61900174 FG 283.2 8 0.6235 2.2031 0.6518 2.2967 0.6776 2.3942

32400101 Autre 364.85 3 0.6070 1.6648 0.7288 1.9934 0.8738 2.3966

60101629 Acier 219.16 7 0.5988 2.7341 0.6364 2.8977 0.6729 3.0723

20300550 FG 383.15 6 0.5072 1.3247 0.5307 1.3823 0.5523 1.4424

40200002 FG 381.46 5 0.4959 1.3010 0.5237 1.3701 0.5500 1.4428

11301454 FG 255.58 7 0.4820 1.8873 0.5017 1.9589 0.5193 2.0331

61000064 FG 355 6 0.4760 1.3418 0.4954 1.3926 0.5128 1.4454

300007340 Acier 296.25 4 0.4692 1.5850 0.5064 1.7060 0.5439 1.8372

51200642 FG 206.94 7 0.4227 2.0440 0.4313 2.0797 0.4376 2.1160

32100725 FG 341 5 0.4223 1.2392 0.4408 1.290 1 0.4577 1.3430

60101861 FG 235.67 6 0.3939 1.6725 0.4076 1.7258 0.4194 1.7808

43200391 Autre 188.24 3 0.3931 2.0899 0.4464 2.3665 0.5052 2.6857

60601348 FG 366.85 4 0.3837 1.0465 0.4002 1.0887 0.4152 1.1326

52101892 FG 491.95 4 0.3783 0.7695 0.3981 0.8076 0.4167 0.8476

ID Matériau LongueurNb Casses

1995 2010NCP

2011TCP

2011NCP

2012TCP

2012NCP

2013TCP

2013

Novembre 2014

Groupe MERLIN

S E D I F ���� Impact des critères sur la nature des travaux de

renouvellement (Taux de casses / taux de risques)

TDR : Croisement du TDC et de l’enjeu (criticité) par diamètre

Novembre 2014

Groupe MERLIN

NEVERS

AGGLOMERATION DE NEVERS

• 800km de conduites d’eau potable

• 10 communes

• 70 000 habitants

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Résultats de modélisation du logiciel CASSES

� Détermination des covariables explicatives :

� Matériau : Le nombre casses pour les matériaux autre que

fonte est très faible ���� classification des tronçons en « fonte »

ou « autre »

� Le taux de casses pour les petits diamètres est beaucoup plus

important ���� le diamètre sera sans doute retenu dans le

modèle comme covariable significative.

� Pas de tendance simple au vieillissement comme pour la

majorité des réseaux (taux de casses est + élevé durant la

période de reconstruction après la 2nde guerre mondiale)

� Le classement d’âge des conduites a été effectué par décennie

de pose

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Résultats de modélisation du logiciel CASSES

� Le diamètre est une covariable significative

� Le log de la longueur est une covariable significative

� La Fonte est une covariable significative

� Les périodes 1900-1930, 1940-1950, 1980-1990,2000-2010 et les

années 1960 et 1970 sont des covariables significatives

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Résultats de modélisation du logiciel CASSES

Novembre 2014

Groupe MERLIN

L’analyse multicritères

�une série de critères d’impact :

� Coût de réparation

� Perturbation du trafic routier

� Indice linéaire de perte

� Indice linéaire de criticité hydraulique

�des critères d’opportunité :

� Travaux prévus sur le secteur (travaux de voirie, RD),

� Renforcement pour extension urbaine future ou aménagements découlant du diagnostic hydraulique…

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Le programme de chantiers de renouvellement

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Renouvellement des réseaux

• L’utilisation de l’outil permet de stabiliser le nombre de casses sur le

patrimoine de l’ADN (courbe rouge)

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Etudes déjà réalisées

� Syndicat du Bas Languedoc :

• Audit de la connaissance patrimoniale

• Implémentation de la base tronçons du SIG notamment en terme d'âge de chacun des tronçons du SIG

• Reconstitution de l’historique des casses

• Mise en œuvre de CASSES et d’une analyse multicritères afin de définir un programme pluriannuel de renouvellement des conduites du Syndicat

• Transfert des outils au Syndicat et formation des agents.

� Communauté Urbaine de Lille :

• Audit des outils mis en œuvre par le concessionnaire (E.D.N.)

• Confrontation avec l’outil CASSES CRITICITE ANALYSE MULTICRITERES

• Définition du prochain programme quinquennal

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Etudes déjà réalisées

� SERPN ( siaep sud Rouen)

• Audit des pratiques en matière de gestion de la connaissance patrimoniale.

• Analyse des données disponibles afin de définir le programme de travaux de renouvellement au moyen du logiciel CASSES et des approches multicritères préconisées par CARE-W

• Préconisations afin de préparer la mise en œuvre de tels outils

� DINAN (CODI)

• Etude pour la mise en place d’un outil de définition des programmes de renouvellement des conduites de distribution intégrant la mise en œuvre du logiciel CASSES .

Novembre 2014

Groupe MERLIN

Etudes en cours

� Syndicat de la montagne noire

• Dans le cadre d’un schéma directeur

• Hiérarchisation des conduites à renouveler sur la base des probabilités de casse des tronçons établies par le logiciel CASSES

� Communauté Urbaine - TOULOUSE METROPOLE

• Dans le cadre d’un schéma directeur

• Hiérarchisation des conduites à renouveler sur la base des probabilités de casse des tronçons établies par le logiciel CASSES et d’une analyse multicritère

Novembre 2014

Groupe MERLIN

FIN