Une autre manière de gérer l’eau

pour faire face aux nouveaux enjeux de la transition vers l’efficacité hydrique

Une inévitable transition vers

l’efficacité hydrique

1

3 ® Aquassay - 22/07/2017

Une inévitable transition vers l’efficacité hydrique

L’eau, en qualité et quantité suffisante, ne sera plus forcément disponible tous les jours de l’année

= limitations et aléas sur les accès à l’eau et les autorisations

de rejet = augmentation et concentration des prélèvements et des rejets

Dégradation de la qualité des milieux aquatiques

= évolution constante de la pression réglementaire et des

taxes

Changement climatique Croissance de la population mondiale et

urbanisation

1

l’eau est épuisable et altérable

= toutes les activités humaines vont devoir s’adapter à ces nouvelles contraintes

4 ® Aquassay - 22/07/2017

Une inévitable transition vers l’efficacité hydrique 1

EAU = CAPEX & OPEX

EAU = CONSOMMATION ÉLECTRIQUE

l’eau est très couteuse

EAU = PERFORMANCE ÉNERGÉTIQUE

Approvisionnement, eaux standardisées et rejets

• Couts matières (m3, taxes, redevances, etc.)

Coûts direct

s Performance industrielle

• Baisse de productivité, • Coûts de non-qualité

Impacts et risques

• Sanitaires & environnementaux, • Juridique, • Image, …

Adaptation au changement

• Autorisations et conventions de rejets,

• Réglementation, BREF, …

Durabilité des installations

• De production • De traitement

Valorisation de l’image

• Adhésion des clients et des collaborateurs

Leadership • Imposer rythme et

challenges aux concurrents

Coûts indirect

s

• Investissements, fonctionnement (personnel, énergie, réactifs), maintenance, etc. :

Approvisionnement Production des eaux techniques Traitement des eaux usées

Une inévitable transition vers l’efficacité hydrique 1

Changer de modèle

de gestion

de l’eau

2

7 ® Aquassay - 22/07/2017

Un changement de modèle de gestion de l’eau 2

Traitements

des eaux usées

Usage 1 Usage 2

Usage 3 Usage 4

Mélange des effluents

Modèle actuel = comment traiter ? = empilement de procédés avant et après les usages

Traitements

de l’eau brute

Stratégie techniquement et économiquement inadaptée aux nouveaux enjeux de la transition vers l’efficacité hydrique

= pas de gestion raisonnée selon la qualité des eaux = peu ou pas de performance des usages

8 ® Aquassay - 22/07/2017

Un changement de modèle de gestion de l’eau 2

Suivi régulier des effluents d’une opération de lavage : la qualité de l’effluent n’est pas homogène car

elle dépend des conditions de chaque étape de l’opération

Pré-lavage Lavage Rinçage

Exemple de GESTION Raisonnée selon la qualité des eaux

Déchets liquides

STEP

Réutilisation

TRI

Exemple

2

9 ® Aquassay - 22/07/2017

Un changement de modèle de gestion de l’eau

Réduction des prélèvements

= résilience

Réduction des rejets (Q/K) = résilience

Usage 1 Usage 2

Usage 3 Usage 4

= Modification complète des moyens techniques de gestion de l’eau (nature, localisation et dimensionnement des procédés, CAPEX et OPEX)

Traitements des eaux usées

Réduction des installations de

traitement (CAPEX & OPEX)

Réduction des installations de

traitement (CAPEX & OPEX)

Traitements de l’eau brute

Recyclage Valorisation Déchets liquides …

Réutilisation Traitement

Collecte des effluents

concentrés

TRI

Nouveau modèle = comment ne pas consommer ou polluer? = s’intéresser avant tout aux usages

2

10 ® Aquassay - 22/07/2017

Un changement de modèle de gestion de l’eau

1. Disposer d’une vision globale, intégrée et fonctionnelle du « système eau »

2. Agir sur les causes racines pour réduire au maximum les besoins et n’avoir à gérer que ce qui n’aura pu être évité

3. Suivre en temps réel les performances des installations et des opérations et analyser leurs historiques longs

L’enjeu technologique clé n’est plus le traitement de l’eau mais la production, gestion et

interprétation de données

Changer de modèle de gestion de l’eau =

2

Aller vers l’usine connectée et l’analyse de

données

en temps réel

1 3

12 ® Aquassay - 22/07/2017

Internet des objets

extension d'Internet à des objets et à des lieux du

monde physique Serveurs distants (cloud computing)

capacité de stockage & puissance de calcul

Les évolutions numériques rendent possibles un Changement quantitatif et qualitatif de la production, gestion et interprétation de

données =

Big Data

Outils d’exploitation de données en masse

(ex. : machine learning)

1 3 Intégration du numérique

13 ® Aquassay - 22/07/2017

Les données stockées

aujourd’hui sont la matière première des performances

de demain

Objectifs

1. Déployer des systèmes d’acquisition et transmission de données

2. Centraliser les données et générer une vue globale et intégrée des flux et usages de l’eau

3. Exploiter les données en temps réel (= réactivité & performance)

4. Analyser les historiques longs (= optimisation)

5. Modéliser les évènements et les systèmes (= prédiction et prescription)

1 3 Intégration du numérique

1 3 Intégration du numérique

Le numérique n’est pas un gadget,

il ne permet pas seulement de faire mieux,

il permet avant tout de faire différemment

15 ® Aquassay - 22/07/2017

Collecter, formater, transmettre, gérer et exploiter en temps réel

Connectez vos sites et vos installations

Analyser vos performances

industrielles et environnementales en temps réel

16 ® Aquassay - 22/07/2017

Collectez, formatez et transmettez tous types de données

3G Sécurisée

ADSL

Architecture informatique (serveurs distants)

Interface web Postage sur S3 AWS

Envoi de fichiers

Saisie manuelle

Base de données client Data pusher

“OPWEE”

Entrées « Signal

»

Automates, enregistreur

s, afficheurs »

SCADA Réseau local de capteurs

communicants liaison numérique

avec protocole

non-communicants port USB, SD, … Centralisateur et réseau radio privé

Collecte et Standardisation des données • Quelles que soient leurs natures et

sources

Transfert régulier des données • Communication 3G /ADSL

17 ® Aquassay - 22/07/2017

Centralisez et optimisez l’exploitation de vos données

Hétérogénéité des données

• Nature Quantitatives /

qualitatives Mesure en continu,

analyses régulières Déclarations

ponctuelles.

• Source Capteurs , Automates,

enregistreurs, afficheurs,

Bases de données, Tableurs Déclarations,.

• Acquisition Manuelle / automatisée Centralisée / local,

• Localisation Multi-sites Multi-activités

diversité des usages • Besoins Suivi fonctionnel Analyse de

performance Etudes comparées

(spatiale, temporelle, d’activités, ….)

Modèles prédictifs Modèles

prescriptifs Rapports Alertes Gestion et KPI .

• Utilisateurs Environnement Production Gestion Maintenance .Direction.

• Centraliser • Stocker • Gérer

2

Architecture informatique

(serveurs distants)

• Collecter • Formater • Transmettre

1

Solutions de connexion

• Décrire • Comprendre • Prédire • Prescrire

3

Applications web

18 ® Aquassay - 22/07/2017

ENTREZ DANS LE NOUVEAU MONDE DE LA DONNÉE

OPTIMISER LA PRODUCTION ET L’EXPLOITATION DES FLUX ET HISTORIQUES DE DONNÉES POUR AMÉLIORER LA CONNAISSANCE DU FONCTIONNEMENT DE VOS SITES ET IDENTIFIER LES PISTES D’AMÉLIORATION

Enjeu n°1

Sur un site industriel, de nombreuses données liées à ses performances industrielles et environnementales ne sont pas relevées ou restent faiblement exploitées. Une des difficultés est que ces informations sont très variées : par leur nature (mesure en continu, analyses

ponctuelles, déclarations, évènements, etc.) par leur d’origine (automates, enregistreurs,

capteurs, tableurs, déclarations, etc.).

19 ® Aquassay - 22/07/2017

Le fonctionnement de vos installations est lié aux opérations industrielles de production,

Les utilités (eau, énergie, climatisation, …) sont elles-mêmes souvent interdépendantes.

= Il est contreproductif de les étudier séparément.

ENTREZ DANS LE NOUVEAU MONDE DE LA DONNÉE

Enjeu n°2

CHOISIR UNE SOLUTION QUI PERMETTE D’ALLER VERS UNE VISION GLOBALE ET INTÉGRÉE DE L’ENSEMBLE DES FLUX ET DES USAGES DE VOS SITES POUR POUVOIR JUGER EFFICACEMENT LEUR PERFORMANCE ET IMAGINER DE NOUVELLES STRATÉGIES DE GESTION.

20 ® Aquassay - 22/07/2017

Vous disposez d’un grand nombre de sites. Vous pourriez :

réaliser des analyses comparées (par groupe, site, activité, installation, période, …)

identifier et diffuser les bonnes pratiques

suivre les effets des actions d’amélioration

ENTREZ DANS LE NOUVEAU MONDE DE LA DONNÉE

Enjeu n°3 CENTRALISER LES DONNÉES DE TOUS VOS SITES POUR COMPARER ET SUIVRE LES PERFORMANCES DE VOS INSTALLATIONS ET SERVICES

21 ® Aquassay - 22/07/2017

ENTREZ DANS LE NOUVEAU MONDE DE LA DONNÉE

Enjeu n°4 ALLER AU-DELÀ DE LA SIMPLE TÉLÉRELÈVE, EXPLOITER LES NOUVEAUX OUTILS D’ANALYSE DE DONNÉES EN TEMPS RÉEL ET ANALYSER LES HISTORIQUES LONGS

DÉCRIRE

COMPRENDRE

Prescrire

Prédire

Informatique décisionnelle

Exploitation de modèles en temps réel

Apprentissage automatique (machine learning)

Apprentissage profond (deep learning)

= les données stockées aujourd’hui sont la matière première des

performances de demain

22 ® Aquassay - 22/07/2017

ENTREZ DANS LE NOUVEAU MONDE DE LA DONNÉE

Enjeu n°5

COMMUNIQUER ET GÉNÉRER UNE COMPRÉHENSION PARTAGÉE DES ENJEUX ET DES OBJECTIFS POUR DÉPLOYER UNE NOUVELLE STRATÉGIE DE PERFORMANCES INDUSTRIELLE ET ENVIRONNEMENTALE.

Toute transition est un changement de représentations et de pratiques

Ce sont vos équipes qui sont sur le terrain : ce sont elles qui agiront sur le réel.

Mettez à leur disposition les informations nécessaires à leur action, sous une forme accessible et explicite.

Utilisez le canal de diffusion de données comme un média, pour sensibiliser, informer et fédérer.

23 ® Aquassay - 22/07/2017

Résultats • Identification et quantification d’un mauvais dimensionnement

d’une cuve de stockage, entrainant des débordements réguliers • Solution : augmentation de la capacité de stockage

Suivi et optimisation d’efficacité hydrique Améliorer la productivité des usages de l’eau, réduire les consommations et les rejets Objectif

1. Suivre en temps réel et analyser les flux et usages de l’eau du site, 2. Identifier et agir sur les anomalies stratégie

réalisation

70 paramètres suivis (fréquence : minute ; type de signaux : 4-20 mA, TOR, Automate programmable industriel)

+ 3 Dashboard (interface d’analyse de données)

+ 3 accès utilisateurs version VIEWER

+ 7 alertes paramétrées

Interprétation des données via l’interface d’analyse de données

Extrait 24h (fréquence d’acquisition = 1 minute) de l’historique d’un des points de mesure

Conductivité

Température

• Identification d’un événement anormal (: non corrélé avec des opérations industrielles connues) observé dans les rejets : succession d’évènements courts (20 min.) T°C : 44°C ; Cond. : 1,9 mS/cm

Quantification de l’anomalie : 500 m3/j (3% du rejet) et 0,7 TDCO/j (9% de la charge de DCO)

24 ® Aquassay - 22/07/2017

Résultats • Identification de fuites sur les réseaux d’alimentation • Amélioration de la gestion des approvisionnement en

réactifs

Aide à la décision pour le pilotage de TAR (tour aéro-réfrigérante) et l’anticipation de dysfonctionnements Objectif

1. Suivre en temps réel et analyser le fonctionnement de l’installation, 2. Identifier les signaux précoces de dysfonctionnement et alerter en temps réel

stratégie

Suivi et optimisation d’une tar

réalisation

12 paramètres suivis (fréquence : minute ; type de signaux : 4-20 mA, TOR, Automate programmable industriel)

+ 1 Dashboard (interface homme machine)

+ 5 accès utilisateurs version VIEWER à l’IHM

+ 10 alertes paramétrées

Interprétation des données via l’interface d’analyse de données

• Réactifs : calcul d’autonomie réalisé en temps réel sur l’interface • Suivi des événements et corrélation des paramètres grâce à la vue horizon : identification de

dérives

25 ® Aquassay - 22/07/2017

Résultats • Mise en place du tri automatisé des effluents de NEP • Evacuation par dépotage de 7% du volume de rejet pour

élimination de 90% de la charge polluante

réalisation

10 paramètres suivis (fréquence : minute ; type de signaux : 4-20 mA, TOR, Automate programmable industriel)

+ 1 Dashboard (interface d’analyse de données)

+ 3 accès utilisateurs version VIEWER

+ 4 alertes paramétrées

Interprétation des données via l’interface d’analyse de données

• Création de modèles d’extinction de charge polluante

• Mise en corrélation du déroulement de NEP avec les données mesurées

Suivi et optimisation d’un NEP Réduire la charge polluante des rejets en sortie de NEP (nettoyage en place) pour respecter la convention de rejet en sortie de site Objectif

1. Suivre en temps réel et analyser le fonctionnement de l’opération, 2. Identifier et agir sur les phases portant majoritairement la charge polluante stratégie

26 ® Aquassay - 22/07/2017

Résultats • Identification d’un signe précurseur au colmatage des membranes • Information de l’opérateur en temps réel

Anticiper le colmatage des membranes afin d’optimiser les lavages Objectif

1. Suivre en temps réel et analyser le fonctionnement de l’installation 2. Identifier les signaux précoces de colmatage et alerter en temps réel stratégie

Suivi et optimisation d’un osmoseur

réalisation

20 paramètres suivis (fréquence : minute ; type de signaux : 4-20 mA, TOR, Automate programmable industriel)

+ 1 Dashboard (interface d’analyse de données)

+ 2 accès utilisateurs version VIEWER

+ 5 alertes paramétrées

Interprétation des données via l’interface d’analyse de données

• Mise en place d’un calcul de rendement • Affichage en temps réel et alerte par email

27 ® Aquassay - 22/07/2017

Résultats • Réduction de 60% de la quantité d’eau utilisée par lavage de filtre • Réduction du temps de régénération de 7 à 2 jours

Suivi et optimisation d’un traitement Réduire les consommations d’eau lors de régénération de filtre de défluoration Objectif

1. Suivre en temps réel et analyser le fonctionnement de l’opération, 2. Identifier et agir sur les étapes responsables de consommations évitables stratégie

réalisation

12 paramètres suivis (fréquence : minute ; type de signaux : 4-20 mA, TOR, Automate programmable industriel)

+ 1 Dashboard (interface d’analyse de données)

+ 2 accès utilisateurs version VIEWER

+ 4 alertes paramétrées

Interprétation des données via l’interface d’analyse de données

• Corrélation du déroulement des régénération des filtres avec les données mesurées

• Identification de modifications de process pour limiter la consommation en eau et réduire le temps de régénération

28 ® Aquassay - 22/07/2017

EXEMPLE D’APPLICATIONS PREDEFINIES

29 ® Aquassay - 22/07/2017

EXEMPLE D’APPLICATIONS PREDEFINIES

Solutions numériques pour l’efficacité hydrique en industrie

Parce que l’eau est épuisable, altérable et coûteuse.