Avec l'accélération de l'urbanisation et de la numérisation, les systèmes d'approvisionnement en eau, éléments essentiels des infrastructures urbaines, jouent un rôle crucial dans la vie résidentielle et la production industrielle. Cependant, les réseaux d'approvisionnement en eau traditionnels sont confrontés à de nombreux défis en matière d'exploitation et de maintenance (E&M), notamment le vieillissement des canalisations, des taux de fuite élevés, la difficulté de localisation des équipements et la faible efficacité des réparations. Face à ces enjeux, la gestion intelligente de l'eau s'est imposée comme une orientation essentielle pour la transformation et la modernisation du secteur des services d'eau. Parmi les technologies clés, la RFID (identification par radiofréquence) se distingue par son identification sans contact, ses capacités de localisation de haute précision et sa gestion des données en temps réel, ce qui en fait un acteur clé pour améliorer l'efficacité de l'E&M des réseaux d'approvisionnement en eau. Cet article explore la contribution de la RFID à l'amélioration de l'exploitation des réseaux d'eau et analyse ses applications pratiques et son intérêt.

1. Défis liés à l'exploitation des réseaux d'approvisionnement en eau

un. Manque de transparence et registres d'actifs incomplets

Les services d'eau traditionnels s'appuient souvent sur des documents papier ou des feuilles de calcul dispersées pour gérer leurs infrastructures telles que les vannes, les compteurs d'eau, les joints et les plaques d'égout. Ces systèmes fragmentés rendent difficile l'obtention de mises à jour en temps réel de l'état des installations, ce qui entraîne des inefficacités en matière de répartition et de maintenance.

b. Taux de fuite élevés et réponse lente aux pannes

Le vieillissement des canalisations, les dommages causés par les travaux et l'utilisation non autorisée de l'eau contribuent à des taux de fuite moyens élevés. Les inspections manuelles sont coûteuses et lentes, ce qui rend difficile la détection et la résolution précoces des problèmes.

c. Emplacement difficile des équipements et configurations complexes des pipelines

Dans les zones urbaines anciennes, les plans incomplets et les canalisations souterraines qui se chevauchent compliquent les efforts de maintenance. Cela conduit souvent à des excavations accidentelles et à des réparations mal alignées.

2. Aperçu et avantages de la technologie RFID

La RFID est une technologie d'identification et de transmission de données sans contact utilisant les ondes radio. Un système RFID se compose de trois éléments principaux : des étiquettes RFID, des lecteurs et un système de gestion dorsale.

Dans le secteur des services d'eau, les étiquettes RFID peuvent être fixées ou intégrées aux composants des infrastructures, chacune dotée d'un identifiant unique. Ces étiquettes offrent plusieurs avantages :

• Identification efficace :Les données peuvent être lues sans contact physique ni démontage, ce qui simplifie les inspections des actifs.

• Forte durabilité :Les étiquettes RFID spécialisées résistent à l'humidité, aux températures élevées et à la corrosion, ce qui est idéal pour les environnements aquatiques difficiles.

• Journalisation intelligente :Les calendriers de maintenance, le personnel responsable et les données de performance peuvent être stockés, formant ainsi un registre d'actifs numériques.

• positionnement précis :Lorsqu'il est intégré aux SIG (Systèmes d'information géographique), le RFID permet un suivi précis de la localisation des actifs souterrains.

3. Applications RFID dans l'exploitation des réseaux d'eau

un. Gestion des actifs numériques

Les vannes, compteurs d'eau, couvercles de regards et raccords de tuyauterie peuvent être étiquetés par RFID, permettant ainsi un suivi complet du cycle de vie. Le personnel de maintenance peut scanner les étiquettes à l'aide d'appareils portables pour accéder aux identifiants des équipements, aux dates d'installation, à l'historique de maintenance et à l'état de performance.

Par exemple, dans le cadre d'un projet de gestion intelligente de l'eau dans une ville chinoise, toutes les vannes critiques ont été codées et équipées d'étiquettes RFID. Lors des inspections, les ouvriers ont pu vérifier instantanément les calendriers de maintenance et détecter les anomalies, améliorant ainsi considérablement la précision et l'efficacité de la gestion des actifs.

b. Coordination de la détection et de la réparation des fuites

Lorsqu'une fuite est détectée, le centre de répartition peut utiliser l'étiquette RFID pour localiser rapidement le composant défectueux et récupérer son historique de maintenance. Associé aux données SIG, le système affiche la localisation géographique exacte du composant et des infrastructures environnantes, permettant ainsi des réparations ciblées.

Certaines étiquettes RFID avancées sont également équipées de capteurs permettant de surveiller des paramètres tels que la pression et la température. Ces étiquettes intelligentes peuvent envoyer des données en temps réel au centre de contrôle, où des algorithmes analysent les données pour détecter les premiers signes de fuite, faisant ainsi passer le modèle de maintenance de réactif à préventif.

c. Sécurité de la construction et inspection intelligente

Lors de la construction ou de la modernisation de pipelines, les aménagements souterrains complexes entraînent souvent des dommages accidentels. Des marqueurs RFID enfouis le long des pipelines aident les équipes de construction à identifier les itinéraires corrects et à éviter les risques inutiles.

De plus, la RFID peut être intégrée aux systèmes d'inspection pour créer des rappels automatiques pour les maintenances programmées ou les rapports d'anomalies. Le personnel d'inspection scanne les étiquettes RFID pour enregistrer et télécharger les résultats des tâches, créant ainsi un registre de maintenance traçable et vérifiable qui minimise les « inspections fantômes ».

4. Étude de cas et résultats

Dans la nouvelle zone de Jiangbei à Nanjing, des plateformes RFID et IoT ont été déployées afin de mettre en place un système unifié de gestion des actifs numériques pour le réseau d'eau. Après un an de mise en œuvre, les résultats suivants ont été obtenus :

• Le temps de localisation du pipeline a été réduit de 90 %, améliorant considérablement l’efficacité des réparations d’urgence ;

• Le taux de conformité des inspections des vannes est passé à 98 %, avec des enregistrements numériques complets ;

• Le taux de fuite annuel est passé de 15 % à 8 %, ce qui montre des avantages significatifs en matière d’économie d’eau ;

• Une base de données complète d’actifs numériques a été créée, rendant l’infrastructure « visible, traçable et gérable ».

Ce modèle est désormais étendu à d’autres districts, servant de référence pour la transformation numérique des services d’eau municipaux.

5. Défis et orientations futures

Malgré ses avantages, l’adoption de la RFID dans l’industrie de l’eau se heurte à certains obstacles :

• Coûts initiaux élevés :Les étiquettes RFID hautes performances (par exemple, résistantes à la pression, dotées de capteurs) sont relativement coûteuses et nécessitent un investissement initial important.

• Limitations environnementales :Des composants profondément enfouis ou des interférences métalliques peuvent réduire la lisibilité RFID.

• Complexité de l'intégration des données :Une mise en œuvre réussie nécessite une intégration avec les SIG, SCADA, les systèmes de service client, etc., ce qui peut être techniquement difficile.

• Exigences de formation :Les travailleurs sur le terrain ont besoin de formation pour s’adapter aux nouveaux outils et flux de travail.

À l'avenir, la technologie RFID s'intégrera probablement à l'IoT à bande étroite, à la 5G, à l'analyse visuelle par IA et à la blockchain pour permettre une détection plus large, une prise de décision automatisée et une gestion sécurisée des données. Avec la baisse du coût des étiquettes et l'augmentation des possibilités de personnalisation, la RFID devrait s'étendre aux petites et moyennes villes et aux réseaux d'eau ruraux, accélérant ainsi la diffusion des solutions d'eau intelligentes.

Conclusion

La RFID s'attaque aux silos d'information qui entravent la gestion traditionnelle de l'eau en permettant des opérations rapides, précises et intelligentes. Dans le contexte plus large du développement des villes intelligentes, la RFID prend en charge un cycle complet de gestion de l'eau, de la détection et de la transmission à l'analyse, la prise de décision et l'exécution. Cela améliore non seulement l'efficacité de l'exploitation et de la maintenance et la qualité du service client, mais garantit également une utilisation durable des ressources en eau. À mesure que la RFID continue de mûrir et de bénéficier du soutien des politiques publiques, elle deviendra un pilier essentiel des infrastructures d'eau intelligentes, guidant les systèmes d'approvisionnement en eau urbains vers une nouvelle ère de gestion intelligente et raffinée.