Une solution locale adaptable, évolutive et économique pour la prévention des inondations en milieu urbain
Il existe différents systèmes d’assainissement en temps réel (RTC) dans les villes européennes. Ces systèmes comprennent des réseaux de capteurs et du matériel de contrôle. Les décisions de contrôle sont centralisées, pilotées par les modèles de réseau et les données de précipitations obtenues par radar. Ces systèmes sont onéreux et nécessitent des niveaux élevés d’expertise. Le projet CENTAUR (Cost Effective Neural Technique for Alleviation of Urban Flood Risk), financé par l’UE, a mis au point un système autonome et décentralisé, prêt à être commercialisé. CENTAUR a montré qu’il était possible d’obtenir une protection supplémentaire contre les inondations urbaines avec les réseaux de canalisations existants.
Contrôles intelligents pilotés par les données
Le système CENTAUR fonctionne en installant un dispositif de contrôle de flux (FCD) en amont d’un site d’inondation dans une section du réseau de drainage qui aurait une capacité disponible si le réseau en aval était inondé. Le FCD est directement intégré dans un regard existant et utilise des communications sans fil pour répondre de manière dynamique aux mesures de niveau d’eau dans le système de drainage local. Le système de surveillance du niveau d’eau identifie les niveaux d’eau élevés dans un site sujet aux inondations et la capacité disponible en amont. L’algorithme de fonctionnement peut alors prendre la décision de fermer le FCD et de stocker de l’eau, réduisant ainsi le débit et le niveau de l’eau, à l’emplacement le plus propice aux inondations, ce qui réduit les risques d’inondation. Comme le système de communication est alimenté par l’énergie solaire et peut être connecté à une infrastructure à proximité, comme des lampadaires, il est très agile et peut donc être déployé rapidement. Par-dessus tout, le système CENTAUR peut être opérationnel sans modification structurelle du système de drainage et d’égout existant. Comme l’explique Simon Tait, coordinateur du projet, «Les zones urbaines peuvent bénéficier d’une protection supplémentaire contre les inondations sans avoir à construire de nouvelles structures coûteuses, comme des réservoirs de stockage. Le fonctionnement étant local, les interventions peuvent être mises en place avec des moyens financiers limités et plus rapidement, sans attente de capitaux importants ni autorisation administrative pour une nouvelle construction». «Un autre avantage majeur de la technologie réside dans sa conception autonome qui permet de l’adapter de manière à couvrir des sites dont l’exposition aux inondations augmente au sein d’un réseau. Chaque système fonctionnant de manière autonome, aucun système ne dépend d’un autre à aucun moment, contrairement aux approches RTC existantes qui optimisent fréquemment les performances de tout un système. «CENTAUR étant basé sur des données, les décisions de contrôle de flux sont prises en fonction de mesures réelles des niveaux d’eau sur le site sujet aux inondations et en amont du dispositif de contrôle de flux et non sur des prévisions de modèle incertaines, comme dans les systèmes RTC à grande échelle précédents», explique M. Tait. Le pilote à Coimbra (Portugal) et le démonstrateur à Toulouse (France) ont prouvé que la technologie fonctionnait. Dans le projet pilote de Coimbra, plus de 60 tempêtes ont été contrôlées et le débit et la profondeur en aval ont été réduits de 37 % et 19 % respectivement. Le démonstrateur de Toulouse collecte toujours des données et ses performances sont en cours d’évaluation.
Une flexibilité pour une mise en œuvre étendue
CENTAUR contribue directement à répondre aux exigences de la directive de l’UE relative aux inondations et au tableau de bord de visualisation Web du système offrant aux services publics de l’eau la possibilité de montrer comment le système protège les citoyens et la propriété. De plus, à l’avenir, le contrôle dynamique local des réseaux d’égouts permet de contrôler les rejets intermittents de trop-pleins d’égouts combinés dans les cours d’eau, en soutenant la mise en œuvre de la directive sur le traitement des eaux urbaines résiduaires et de la directive-cadre sur l’eau. «Souvent, dans les zones urbaines, lorsque les systèmes de drainage et d’égout sont défaillants, les mêmes propriétés sont inondées à plusieurs reprises. La solution CENTAUR, rapide et rentable, permet désormais d’offrir une protection efficace contre les inondations aux sites où seul un petit nombre de propriétés sont inondées», a ajouté M. Tait. Les PME partenaires de CENTAUR ont commencé à commercialiser le système du projet à un prix cible inférieur à 100 000 EUR, quand un petit système RTC centralisé coûte plus d’un million d’euros. L’équipe cherche actuellement à étudier l’utilisation du système CENTAUR à plusieurs endroits dans un réseau d’égout ou de drainage pour un contrôle flexible et adaptable sur une vaste zone. Elle étudie également l’utilisation de CENTAUR pour une meilleure gestion des trop-pleins d’égouts combinés afin de réduire l’impact sur les eaux réceptrices et étudier l’impact de la manipulation des flux du réseau d’égout sur la réduction des coûts de pompage et de traitement (en énergie et produits chimiques) dans les stations de traitement des eaux usées.
Mots‑clés
CENTAUR, égouts, eaux-usées, inondation, capteurs, précipitation, radar, hydrodynamique, eau, drainage, autonome, urbain
