- Les restrictions d’accès à l’eau potable dans certaines régions du globe rendent cruciale la détection des failles des sites de traitement de l’eau.
- Plusieurs équipes ont testé des dispositifs de supervision des infrastructures basés sur l’Internet des objets.
- Des expérimentations avec capteurs connectés et alertes via Wi-Fi et/ou SMS ont été menées dans des usines de désalinisation, améliorant grandement la supervision des équipements à moindre coût.
Dans un contexte de réchauffement climatique planétaire où les tensions sur les ressources en eau potable sont croissantes, la question des performances des sites de traitement des eaux est devenue cruciale. Dans certaines régions du globe, il est impensable de réagir à retardement à des fuites, des réglages défaillants ou à des pannes affectant tant l’approvisionnement que la potabilité de « l’or bleu ». Des projets de recherche portent donc sur la supervision en temps réel et à distance des infrastructures avec l’Internet des objets.
Des alertes par SMS pour réagir à temps
En 2021, des chercheurs saoudiens décrivaient dans la revue Energies un distillateur d’eau salée autonome et connecté et alimenté à l’énergie solaire. Une série de capteurs collectent les données de température ambiante, de température et de niveau de l’eau, d’humidité intérieure, de quantité d’eau désalinisée et celles-ci peuvent être consultées en ligne et sur une application mobile dédiée. Un système d’alerte par SMS permet alors de suivre le niveau d’eau dans le bassin de désalinisation et dans le réservoir, pour gérer au plus près tout le processus et réagir à temps en cas de problème.
D’autres projets présentés ces dernières années appliquent l’Internet des objets au traitement des eaux usées, à l’analyse de la qualité de l’eau potable à différents stades du processus, à la construction de modèles prédictifs à partir de données (température, pH, turbidité…) ou encore à la réduction des pénuries d’eau dans des systèmes d’irrigation.
« Les principaux défauts des méthodes classiques existantes consistent en un manque de fiabilité et de robustesse, des coûts élevés, une mauvaise réactivité et une faible efficacité. Avec l’Internet des objets, il est possible d’éliminer la plupart de ces inconvénients » estime une équipe de chercheurs indiens dans un article de la revue Measurements : Sensors. Ces experts en génie électronique et en informatique ont eux aussi travaillé sur de la supervision du processus de désalinisation avec capteurs connectés et alerte par SMS, sur le modèle du projet saoudien de 2021.
Puisque les terminaux IoT sont connectés, très dispersés et limités en capacité, ils stockent et analysent les données par le biais d’une mémoire virtuelle illimitée.
Expérimentations sur sites dans la mer Égée
Cette équipe de recherche a déployé son dispositif, à titre expérimental, sur plusieurs usines de désalinisation situées dans la mer Égée pour en éprouver l’efficacité. Des capteurs collectent des données sur le pH (niveau d’acidité), la turbidité (teneur en matériaux en suspension), le niveau de l’eau, la température et détectent les pannes électriques. Ils sont reliés à un module open source de connectivité (à la fois matériel et logiciel) dédié à l’Internet des objets, appelé NodeMCU. Les données sont ainsi transmises via Wi-Fi à un serveur Internet en cloud. Tout utilisateur disposant d’un accès peut alors consulter les données d’où que ce soit. Dans le cas où la liaison Wi-Fi ferait défaut, un mécanisme permet de faire transiter les données via le module GSM destiné aux alertes par SMS. Ces alertes, qui s’ajoutent à des alarmes sonores envoyées sur les moniteurs d’opérateurs en salle de contrôle, portent sur des pannes, une baisse de la qualité de l’eau et des fuites d’eau. Problème : la notion de « qualité » recouvre aussi bien la température, l’acidité que la turbidité. Pour savoir d’où vient l’alerte, les capteurs sont associés à une connectivité GPS.
Une grande finesse de supervision
L’ensemble du dispositif ouvre des perspectives de supervision très fine en associant deux types de technologie. « On fusionne IoT et cloud. Puisque les terminaux IoT sont connectés, très dispersés et limités en capacité, ils stockent et analysent les données de capteurs par le biais d’une mémoire virtuelle illimitée. La portée du cloud, elle, est étendue grâce aux applications pratiques de l’IoT », soulignent les chercheurs indiens dans leur article de recherche. Le bilan des expérimentations menées avec ce dispositif s’avère nettement plus satisfaisant qu’avec d’autres systèmes, notamment les drones volants connectés (FANET). Sur un site, par exemple, des pics de turbidité de l’eau ont pu être détectés l’après-midi, et expliqués par le comportement plus calme de la rivière, évacuant donc moins de sédiments, qui alimente l’usine de désalinisation. Un lâcher, volontaire, de sel du commerce dans l’eau a déclenché une alarme comme prévu. Mais ce n’est pas tout : un calcul prédictif a permis de savoir à l’avance quand cette eau trop chargée en sel était susceptible d’arriver dans les différentes stations de pompage si rien n’était fait. Avec pour effet de déclencher une alerte dans chacune de ces stations pour que les mesures puissent être prises en amont. L’IoT permet ainsi une supervision fine et peu coûteuse.
