AH2D Environnement, bureau d’études indépendant spécialisé en ingénierie de l’eau, fournit à la fois des prestations spécifiques d’hydrogéologie et d’hydraulique constituant son cœur de métier mais aussi des prestations d’accompagnement généralistes dans le cadre de montage de dossiers technico-réglementaires. Au sein de son pôle numérique, AH2D Environnement développe des solutions informatiques appliquées aux problématiques environnementales.
TECHNI PROCESS, société d’ingénierie spécialisée notamment en calcul numérique et analyse par simulation, offre aux industriels des prestations d’étude et de conseil de haut niveau. Son pôle « modélisation des phénomènes physiques », constitué d’experts dans les domaines de la mécanique des fluides, de la thermique et de la résistance des matériaux, travaille en étroite collaboration avec ses ingénieurs d’essai pour fournir des réponses pertinentes aux problèmes qui lui sont soumis.
La grande majorité des sources exploitées par Eau de Paris présente une configuration qui permet d’en mesurer le débit de manière automatisée, soit directement à l’aide de débitmètres, soit indirectement par mesure de hauteurs d’eau. Quelques-unes ont toutefois une configuration atypique.
Pour ces sources atypiques, AH2D et TECHNIPROCESS proposent une solution reposant à la fois sur l’utilisation de l’application SOLICES et sur une modélisation numérique 3D dynamique des écoulements d’eau.
L’application SOLICES fonctionnera à partir d’un réseau de balises et capteurs connectés qui transmettront en temps réel des mesures de pression vers une plateforme métier accessible en ligne.
TECHNI PROCESS s’appuiera sur divers logiciels de CAO et de simulation pour construire un modèle numérique 3D de chaque source atypique. Les simulations permettront à la fois d’établir les relations Hauteur / Débit (précision espérée <5%) et de trouver le positionnement judicieux des capteurs de pression qui seront installés à demeure.
Trois expérimentations seront menées en parallèle :
- Cas de la source de La Joie, représentatif d’une configuration sans portions droites de longueur suffisante en aval de l’émergence et avec des régimes turbulents,
- Cas de la source de la Vicomté, représentatif d’un fonctionnement mixte et d’un écoulement bidirectionnel (une partie du débit de la source est mise en déversement alors que le reste part simultanément en production.),
Cas des sources de Villeron, représentatif d’émergences dont l’écoulement est occasionnellement perturbé par des contraintes aval.
Le défi à relever
Dans le cadre de ses missions de production et distribution d’eau potable, Eau de Paris exploite une centaine de sources situées dans les régions de Verneuil-sur-Avre à l’Ouest de Paris, Fontainebleau, Sens et Provins au Sud-Est de Paris.
Ces sources émergent du terrain naturel, sont captées et acheminées par gravité jusqu’aux portes de Paris via un réseau d’aqueducs à plan d’eau libre. Une source peut être soit mise en production (c’est-à-dire introduite dans le réseau d’aqueducs pour rejoindre Paris), soit mise en déversement (c’est-à-dire rejetée au milieu naturel au droit du point de captage).
La grande majorité des sources présente une configuration qui permet d’en mesurer le débit de manière automatisée, soit directement à l’aide de débitmètres, soit indirectement par mesure de hauteurs d’eau. De ce fait, nous pouvons nous affranchir des tournées réalisées par des équipes d’agents pour lire des hauteurs d’eau sur une échelle limnimétrique.
Quelques-unes ont toutefois une configuration atypique. Trois problématiques ont été recensées :
Problématique 1 : Configurations sans portions droites de longueur suffisante en aval de l’émergence et avec des régimes turbulents
Cas des sources de Foisys et de Rivière pour le vecteur Avre, cas de la source de la Joie (déversement) pour le vecteur Loing,
Problématique 2 : Sources à fonctionnement mixte (Une partie du débit est mise en déversement alors que le reste part simultanément en production.)
Cas de la source de la Vicomté pour le vecteur Voulzie, cas de la source La Rivière pour le vecteur Avre
Problématique 3 : Sources dont l’écoulement est occasionnellement perturbé par des contraintes aval (Ces sources sont admises en cascade dans l’aqueduc qui permet leur collecte. Lorsque l’une des sources aval passe d’une situation de mise en production à une situation de mise en déversement, la ligne d’eau amont dans l’aqueduc et les écoulements en provenance des sources amont sont impactés.)
Cas des sources de Villeron lorsque la source Saint-Thomas est mise en déversement pour le vecteur Loing.
Chacune des 3 problématiques fait que les méthodes conventionnelles de mesure de débit, soit directes par débitmètre ou venturi, soit indirectes par conversion de hauteur d’eau, ne sont pas pertinentes et/ou pas techniquement envisageables.
Dans l’idéal, les solutions proposées par les candidats permettront de répondre avec un même système aux 3 problématiques. Néanmoins, les dispositifs ne couvrant qu’une ou 2 problématiques seront examinés avec soin.
L’eau captée servira à la production d’eau destinée à la consommation humaine. Dans l’idéal également, tout équipement ou tout matériel qui entrera en contact avec l’eau devra bénéficier d’une attestation de conformité sanitaire (ACS). Toutefois, les dispositifs ne présentant pas d’ACS pour toute ou partie des objets qui entreront en contact avec l’eau seront examinés avec soin. Eau de Paris analysera le risque encouru au stade de la présélection des candidatures.
Dans l’idéal enfin, nous recherchons une précision globale de la mesure de débit, incluant la précision l’instrumentation et la précision des calculs de conversion éventuellement effectués, de l’ordre +/-5%.
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