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La gestion intelligente de l'eau vise à orienter l'utilisation de l'eau de manière à favoriser l'efficacité, l'autosuffisance et la durabilité, grâce à l'intégration de technologies innovantes telles que les capteurs, les compteurs d'eau intelligents, les systèmes d'information, les systèmes d'acquisition de données et les systèmes d'aide à la décision.
Eau potable et assainissement
Villes et collectivités durables
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Description
La gestion intelligente de l’eau vise à orienter l’utilisation de l’eau de manière à favoriser l’efficacité, la suffisance et la durabilité. Pour atteindre cet objectif, les approches de gestion contemporaines s’appuient sur l’intégration de technologies innovantes, telles que les capteurs, les compteurs d’eau intelligents, les systèmes d’information, l’acquisition de données et les systèmes d’aide à la décision.
Selon Statista (2021), d'ici 2050, jusqu'à deux tiers de la population mondiale pourraient vivre dans des régions où l'accès aux ressources en eau douce est limité. Ce rapport souligne en outre que les pénuries d’eau se feront également sentir dans les pays industrialisés, car le changement climatique entraîne une recrudescence des catastrophes météorologiques et la demande industrielle croissante en eau devrait exercer une pression considérable sur l’accès à l’eau douce.
Assurer la sécurité hydrique nécessite donc des solutions innovantes pour garantir un approvisionnement en eau propre et régulier, tout en optimisant l’exploitation, la maintenance et la gestion des services des eaux. Les systèmes intelligents de gestion de l’eau constituent l’un des moyens les plus efficaces pour garantir cette sécurité hydrique.
Modèle de valeur
Évaluation du rapport coût-bénéfice de la solution.
AVANTAGES
Économiques
Réduction de la facture d’eau et de la consommation d’énergie associée, les clients pouvant accéder rapidement aux informations de facturation et de consommation via un portail client, des applications et des compteurs intelligents (Clients)
L’optimisation opérationnelle permettra de réduire les coûts liés aux infrastructures des services publics (fuites, vols, etc.), au personnel et aux inefficacités opérationnelles (automatisation des processus, cloisonnement des données, etc.)
Peut générer des emplois liés au développement d’applications s’appuyant sur les importants volumes de données produites
Garantit un approvisionnement en eau propre et régulier aux industries et aux entités commerciales
Environnement
Prévention des pertes de biodiversité, de la pollution de l’eau et de l’air, ainsi que des dégradations du paysage liées aux projets de captage d’eau et aux services de distribution
Réduire les émissions de GES liées à la distribution de l’eau et à la consommation d’énergie nécessaire au chauffage de l’eau
Social
Facilite la mise en place d’un approvisionnement en eau propre et régulier, contribuant ainsi à l’amélioration de la qualité de vie
Les ensembles de données en temps réel et les résultats issus du traitement rapide de grands volumes de données sont mis à la disposition des clients, des services publics, des responsables gouvernementaux et des instituts de recherche ; ils favorisent la transparence et contribuent à une prise de décision efficace, à des opportunités de recherche pertinentes ainsi qu’à la mise en œuvre de solutions concrètes
Contexte de la ville
Quels sont les facteurs de soutien et les caractéristiques d'une ville pour lesquels cette solution est adaptée ? Quels sont les facteurs qui faciliteraient la mise en œuvre ?
Alors que la population mondiale a été multipliée par environ 4 au cours du XXe siècle, la consommation d'eau par l'homme a été multipliée respectivement par environ 5, 18 et 10 pour les usages agricoles, industriels et municipaux (Makarigakas, 2019). Étant donné qu’une part croissante de la population mondiale devrait vivre dans des centres urbanisés, il existera un besoin urgent, accentué par l’impact du changement climatique et l’augmentation des taux de pollution, de rationaliser et de renforcer les systèmes de gestion de l’eau en milieu urbain.
Facteurs de soutien
Utilisation de la technologie : La technologie est désormais largement mise en œuvre dans la distribution et la régulation des services, des biens et des ressources, en particulier dans le milieu urbain. Les capteurs et les connexions sans fil sont omniprésents dans les villes, où la demande en matière de fourniture en temps opportun de services, de biens et de ressources est plus forte.
Transparence : Compte tenu des volumes importants de données désormais collectées, les groupes de citoyens exigent davantage d’informations sur l’utilisation des ressources et les performances des systèmes. Les systèmes de gestion intelligents facilitent la collecte et le traitement instantanés et continus des données.
Une main-d’œuvre à l’aise avec les technologies : Les personnes qui entrent sur le marché du travail sont généralement très à l’aise avec les technologies et s’en servent couramment ; on attend donc d’elles qu’elles prennent en charge les technologies existantes et développent de nouvelles pratiques.
Opportunités d’optimisation : L’automatisation, les systèmes de surveillance en temps réel et les approches fondées sur les données et les modèles permettent d’identifier et de prévoir les problèmes du système, ce qui permet de réagir immédiatement aux dommages potentiels des infrastructures, aux interruptions de service, à la contamination de l’eau et à d’autres défaillances du système.
Le programme de développement durable : l’objectif de développement durable n° 6 met l’accent sur l’accès à l’eau potable et à un assainissement adéquat pour tous. Une gestion intelligente de l’eau n’est donc pas seulement un moyen de réaliser des économies et d’améliorer l’efficacité opérationnelle, mais aussi une voie vers la sécurité de l’approvisionnement en eau sans compromettre l’intégrité de l’environnement.
Initiatives du gouvernement
Quels sont les efforts et les politiques entrepris par les administrations publiques locales/nationales pour favoriser et soutenir cette solution ?
Plusieurs initiatives gouvernementales, tant au niveau régional que national, sont mises en œuvre pour soutenir une gestion intelligente de l’eau. En voici quelques exemples :
Fonds de cohésion : les Fondsde cohésion permettent de cofinancer des investissements à forte intensité capitalistique dans les infrastructures hydrauliques et aident les États membres de l’Union européenne à se conformer à la législation relative à l’eau. Trois catégories de financement différentes liées à l’efficacité de l’utilisation de l’eau sont concernées : « Prévention des risques », « Autres mesures visant à préserver l’environnement et à prévenir les risques » et « Gestion et distribution de l’eau potable » (Union européenne, 2021)
Fonds LIFE+ (DG ENV): ce programme de financement apporte un soutien financier à des projets environnementaux et de conservation de la nature dans toute l’Union européenne.
Ministère fédéral allemand de l’Éducation et de la Recherche: ce ministère finance le développement d’outils de planification intégrée pour l’utilisation durable des ressources en eau et l’adaptation des technologies de l’eau à différentes conditions environnementales, sociales et économiques
Cartographie des parties prenantes
Quelles sont les parties prenantes à prendre en compte (et comment) dans la planification et la mise en œuvre de cette solution ?
Potentiel du marché
Quelle est la taille du marché potentiel pour cette solution ? Des objectifs européens soutiennent-ils la mise en œuvre de la solution ? Comment le marché s'est-il développé au fil du temps et plus récemment ?
Le marché mondial de la gestion intelligente de l'eau devrait afficher un TCAC d'environ 12,5 % sur la période de prévision (2021-2026) (Morder Intelligence, 2022). Des facteurs tels que la croissance démographique, l’urbanisation croissante, le vieillissement des infrastructures et les conséquences du changement climatique sur les ressources en eau sont les moteurs de la croissance mondiale de ce marché. À titre d’exemple, 480 millions de personnes en Asie devraient être confrontées à une pénurie d’eau à l’avenir et plus de 500 millions vivent dans des régions où la consommation d’eau dépasse de deux fois les ressources en eau renouvelables au niveau local (MordorIntelligence, 2022).
Le déploiement de systèmes de gestion intelligente de l’eau est souvent limité par le manque de financement nécessaire pour couvrir les coûts d’exploitation élevés. Néanmoins, la taille du marché mondial des compteurs d’eau intelligents s’élevait à 1,38 milliard de dollars en 2018 et devrait atteindre 3,07 milliards de dollars d’ici 2026, affichant un TCAC de 10,6 % au cours de la période de prévision (FortuneBusiness, 2020).
L’Allemagne est l’un des plus grands exportateurs européens de technologies liées à l’eau et aux eaux usées, avec un volume d’exportations de 1,1 milliard d’euros en 2018 (Germany Trade and Investment, 2019). Le marché allemand de la gestion durable de l’eau figure également parmi les plus importants d’Europe, avec un secteur de l’approvisionnement en eau et du traitement des eaux usées représentant environ 17,2 milliards d’euros par an (ibid.). L’État américain de Californie est l’une des régions responsables de l’installation de compteurs d’eau intelligents par les autorités municipales, afin d’aider les consommateurs à mieux gérer leur consommation d’eau grâce à l’accès à des données réelles d’utilisation (SmartEnergy International, 2018).
On prévoit une croissance de 3,5 % de l’adoption des compteurs intelligents entre 2016 et 2022 dans la région Asie-Pacifique, car les investissements importants du secteur privé contribueront à accélérer le rythme de pénétration de ces compteurs dans la région (SmartEnergy International, 2018). En Afrique, en revanche, les compteurs d’eau intelligents en sont encore à un stade très embryonnaire.
Structure des coûts
Modèles d'exploitation
Quels sont les modèles d'entreprise et d'exploitation qui existent pour cette solution ? Comment sont-ils structurés et financés ?
Différents modèles d'exploitation peuvent être adoptés pour les systèmes de comptage intelligent
Passage automatique : cette option consisterait à remplacer tous les compteurs domestiques existants par des compteurs intelligents, dans le cadre de mesures prises par les pouvoirs publics.
Passage volontaire : cette option est facultative ; l’adoption des compteurs intelligents ne nécessiterait donc aucune intervention des pouvoirs publics.
Exigences légales
Directives juridiques pertinentes au niveau de l'UE et au niveau national.
La directive relative au traitement des eaux urbaines résiduaires (directive 91/271/CEE): répond à la nécessité d'assurer la collecte, le traitement et le rejet des eaux usées domestiques ainsi que des eaux usées provenant de certains secteurs industriels, afin d'éliminer tout risque d'effets néfastes sur l'environnement.
La directive relative à l'eau potable (directive 98/83/CE): vise à protéger la santé humaine contre les effets néfastes de toute contamination de l'eau destinée à la consommation humaine, en garantissant que celle-ci soit saine et propre
La « directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil établissant un cadre pour l’action communautaire dans le domaine de la politique de l’eau », ou, en abrégé, la directive-cadre sur l’eau (DCE) de l’UE, étend le champ d’application de la protection de l’eau à l’ensemble des eaux, tant de surface que souterraines : elle vise à atteindre un « bon état » pour toutes les eaux dans un délai fixé,
La directive relative à la prévention et à la réduction intégrées de la pollution (IPPC), qui traite de la pollution provenant des grandes installations industrielles, a ensuite été transformée en directive sur les émissions industrielles.
La loi fédérale sur l’eau, la loi sur la tarification des eaux usées, l’ordonnance sur l’eau potable et l’ordonnance sur les eaux usées constituent la base juridique d’une gestion transfrontalière et durable de l’eau en Allemagne.
Données et normes
Quels sont les normes, modèles de données et logiciels pertinents ou nécessaires pour cette solution ?
Normes européennes de gestion responsable de l’eau. Ces normes ont été élaborées par l’European Water Stewardship dans le cadre d’un processus multipartite coordonné par l’European Water Partnership (EWP). L’European Water Stewardship (EWS) s’inscrit dans le cadre des objectifs politiques de l’Union européenne et vise à fournir des indicateurs couvrant l’ensemble du cycle de l’eau : du prélèvement à la réaffectation.
ISO/AWI 24591-2: Lignes directrices relatives à la gestion des données pour les activités de service liées à l’approvisionnement en eau potable, aux eaux usées et aux réseaux d’eaux pluviales
Cas Pratiques
Découvrez des exemples concrets de mise en œuvre de cette solution.
Énergie
Déchets
Eau
Bâtiment
Compteurs intelligents & Gestion des pertes d'eau avec eMR Fusion
Les compagnies des eaux sont confrontées à des pertes croissantes, à des inefficacités liées à la lecture manuelle des compteurs et à une visibilité opérationnelle limitée. eMR Fusion 2.0 offre une plateforme unifiée de comptage intelligent et de gestion sur le terrain - reliant les données, l'analyse et les opérations en temps réel.
Dans sa candidature réussie pour faire partie des 100 villes résilientes Rockefeller dans le monde, Glasgow a choisi de se concentrer sur ses plans de résilience au changement climatique. Cela concerne en particulier l'augmentation des précipitations et des inondations, qui sont les conséquences locales prévues du réchauffement de la planète pour la ville-région.
Gestion du réseau de ressources en eau de São Paulo
En 2020, la Société d'assainissement de base de l'État de São Paulo (Sabesp) a misé sur l'avenir de son entreprise en intégrant Elliot Water à sa gestion. Sabesp est responsable de 30% des investissements en assainissement de base réalisés au Brésil.
La technologie numérique, en l'occurrence l'utilisation de capteurs, déterminera à l'avenir les besoins en eau des arbres de Darmstadt. De cette manière, l'eau pourra être allouée de manière plus efficace et la préservation de la verdure urbaine sera améliorée.
Connecta VLCi : 194 bâtiments et installations municipaux intelligents
Le projet propose une gestion plus moderne et plus efficace de 194 bâtiments et installations municipaux grâce à une plateforme de ville intelligente où les bâtiments sont intégrés et où toutes les informations les concernant, telles que la pollution, la température, l'humidité, la consommation d'énergie, etc. sont fournies.
TreeCop - Des capteurs contrôlent l'arrosage des arbres urbains dans la ville d'Essen
Afin d'optimiser la gestion de l'irrigation et de préserver la population d'arbres, la ville d'Essen a développé TreeCop, un système intelligent de gestion de l'arrosage pour les arbres urbains en 2020, en collaboration avec l'université de Trèves.
Depuis la ville de Stavanger, les sources de données ouvertes, les données des capteurs, les données météorologiques et le SCADA sont diffusés en continu et traités pour voir la corrélation entre les sources de données en temps réel, ce qui est utilisé pour maintenir et identifier les améliorations dans le système d'eau et d'eaux usées.
Amélioration des infrastructures hydrauliques à Kranj, en Slovénie
Ce cas d'utilisation présente les solutions Smart Water d'Iskraemeco, qui ont été mises en œuvre dans le service des eaux de Kranj pour accroître l'efficacité opérationnelle et améliorer la précision des données.
