L'utilité d'avoir un umeau numérique dans le traitement de l'eau
Série : L’avenir numérique de l’eau, 1-l’utilisation d’un jumeau numérique dans la gestion d’une usine de traitement ou de la distribution de l’eau dans une grande ville.
Même si la ville de Montréal fait des efforts très importants avec des centaines de millions de $ en investissements pour la mise à jour de ses systèmes de traitement de l’eau potable ou encore d’épuration des eaux usées, parfois la nature nous joue des tours.
Le bris d’une conduite majeure d’alimentation de l’eau potable du système d’aqueduc à Montréal le 16 août 2024[1] et les différents articles des journalistes ont fait ressortir la complexité de la gestion des eaux d’une grande ville urbaine.
Que ce soit le traitement et la production de l’eau de consommation ou encore le recyclage des eaux usées, de grandes quantités d’eau passent par des milliers de kilomètres de conduite avant d’être traitées ou retournées à la nature.
Les villes ou les compagnies d’énergie et les gestionnaires d’un réseau de distribution utilisent des systèmes d’information qui sont basés sur la géographie (SIG) de leur territoire. Les systèmes SIG sont des logiciels en utilisation dans un grand nombre d’entreprises. Ils sont alimentés avec des données de localisation et avec l’aide des cartes géographiques qui permette la gestion des installations ou des équipements pour le traitement de l’eau.
Un système nommé SCADA[2] facilite la gestion et le contrôle du fonctionnement de ces installations. Grâce à ces outils, plusieurs couches d’informations dans le sol ou sur la terre peuvent y être décrites avec les différentes installations qui y résident.
Les compagnies qui possèdent des réseaux de distribution d’énergie comme Hydro-Québec, Énergir ou encore les villes comme Montréal, Laval ou Longueuil peuvent les utiliser dans la gestion du traitement des eaux potables ou usées. Mais ces systèmes ont leurs limites.
De nouvelles technologies numériques peuvent être désormais utilisées pour augmenter l’efficience de la gestion des actifs immobiliers du domaine du traitement et de la distribution de l’eau ou de la production et de la distribution de l’énergie.
Devant les changements climatiques qui sont et seront de plus en plus présents dans nos vies, il y a lieu de réfléchir à la possibilité d’ajouter une nouvelle approche d’analyse des infrastructures qui sera complémentaire au système de gestion des eaux actuel. Cette nouvelle technologie, le jumeau numérique, utilisera l’intelligence artificielle et les modèles mathématiques de détérioration des actifs dans la prédiction des besoins d’entretien des réseaux ou des équipements de traitements des eaux.
Mais qu’est-ce qu’un jumeau numérique ? [3]
Un jumeau numérique est un modèle virtuel conçu pour refléter fidèlement un objet physique. L’objet étudié — par exemple, une éolienne — est équipé de divers capteurs liés à des domaines vitaux de sa fonctionnalité. Ces capteurs produisent des données sur différents aspects des performances de l’objet physique, comme la production d’énergie, la température, les conditions météorologiques, etc. Ces données sont ensuite transmises à un système de traitement et appliquées à la copie numérique.
Une fois renseigné avec ces données, le modèle virtuel peut être utilisé pour effectuer des simulations, étudier des problèmes de performance et générer des améliorations possibles, le tout dans le but de générer des informations précieuses — qui peuvent ensuite être appliquées à l’objet physique original.
Dans ce sens, la proposition d’utiliser une solution d’ingénierie qui sera accompagnée d’un volet technologique qu’est un jumeau numérique et qui sera conçu pour la gestion des actifs immobiliers spécialisés dans la distribution de l’eau est un chemin que plusieurs villes canadiennes empruntent de plus en plus. Depuis 2021, la Toronto Water est un bon exemple de l’utilisation de cette nouvelle technologie qu’est le jumeau numérique.
Cette nouvelle façon de faire peut-être ajoutée à l’ensemble actuel des solutions de gestion de l’eau. Cette solution devra s’articuler sur les infrastructures qui font partie du cycle de l’eau des grandes villes. C’est ça l’avenir numérique de la gestion de l’eau.
Publié sur Linkedln à Montréal, le 23 août 2024,
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[1] Maxime Bergeron, La Presse+, 16 août 2024, https://www.lapresse.ca/actualites/chroniques/2024-08-17/ete-noir-pour-le-reseau-d-aqueduc.php?utm_campaign=internal+share&utm_content=email&utm_medium=referral&utm_source=lpp&redirectedFrom=https%3A%2F%2Fplus.lapresse.ca%2Fscreens%2F14d2d2e4-2f2a-4514-9345-0c8d9733356b__7C___0.html%3Futm_campaign%3Dinternal%2520share%26utm_content%3Demail%26utm_medium%3Dreferral%26utm_source%3Dlpp#
[2] Le système SCADA est utilisé pour contrôler et analyser des appareils industriels et des processus. Il est composé de logiciels et d’équipements ou de composants qui sont interreliés et qui fourniront des données sur les équipements ou sur le site en exploitation. Ces systèmes permettent l’exploitation à distance.