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L’innovation digitale dans l’assainissement : quand l’IA révolutionne la gestion des eaux usées
La transformation numérique bouleverse tous les secteurs d’activité et l’assainissement (l’ensemble des techniques d’évacuation et d’épuration des eaux usées) n’échappe pas à cette révolution.
Début juin s’est tenu le 104e congrès de l’Astee à Toulouse sur le thème “Accélérer la transition écologique dans les villes et territoires”. Experts et professionnels se sont réunis pour partager leurs retours d’expérience sur de nombreux sujets, notamment sur l’intégration des outils digitaux et de l’intelligence artificielle (IA) dans la gestion des eaux usées.
L’IA au cœur du pilotage des STEP
L’expérience menée par OTV Veolia sur la station d’épuration (STEP) de Norre-Snede (Danemark) illustre le potentiel de l’IA dans l’optimisation des processus biologiques. Le contrôle prédictif mis en place a permis de répondre à trois objectifs majeurs : la conformité des rejets, la maîtrise des coûts énergétiques et la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES).
Sur un panel de 15 STEP, on observe une réduction de 10% des coûts d’exploitation, une diminution de 8% des émissions de GES, et une augmentation jusqu’à 40% des capacités de traitement de la STEP. Plus impressionnant encore, le système a maintenu une conformité parfaite sur 6 mois d’exploitation continue, avec un temps d’apprentissage initial de seulement 12 heures.
L’intelligence artificielle au service de l’optimisation des réseaux
Alcom (entreprise qui propose des solutions prédictives dans les domaines de l’Environnement, la Santé, le Bien-être et la Sécurité), Lacroix (entreprise spécialisée dans le développement et la production d’équipements électroniques) et 3D Eau (bureau d’études spécialisé en ingénierie hydraulique) se sont réunis pour développer une approche novatrice dans le diagnostic hydraulique des réseaux. Leur solution digitale, utilisant l’IA, permet de distinguer automatiquement les temps secs des temps de pluie, tout en détectant les anomalies de fonctionnement. La distinction entre temps sec (eaux usées habituelles) et temps de pluie (eaux usées et eaux pluviales) est essentielle, car les débits et les besoins de pompage sont différents, ce qui nécessite une adaptation du fonctionnement des installations.
La méthodologie développée offre une triple avancée :
- Une meilleure compréhension des phénomènes hydrauliques,
- Une réduction significative de l’instrumentation nécessaire (moins de capteurs et d’équipements physiques de mesure dans le réseau),
- Une analyse diagnostique en temps réel permettant de répondre immédiatement aux problèmes détectés.
Les capteurs virtuels : une révolution dans la surveillance des stations d’épurations (STEP)
Une innovation majeure a également été présentée : les capteurs virtuels pour l’évaluation en temps réel de la charge organique en STEP. Face aux limitations des méthodes traditionnelles (temps d’analyse en laboratoire élevé et capteurs physiques coûteux en maintenance) cette alternative basée sur l’IA offre une solution prometteuse.
Le principe ? Un modèle mathématique intégrant différents paramètres comme les débits et le pH, permet une estimation fiable et continue de la charge organique. Après un an et demi de tests en conditions réelles sur une STEP, les résultats sont probants : les capteurs virtuels démontrent une fiabilité remarquable tout en réduisant significativement les coûts d’exploitation.
Protection des milieux récepteurs : le projet Life Rubies
La Métropole Européenne de Lille déploie actuellement le projet Life Rubies, une initiative ambitieuse de 3,34 millions d’euros cofinancée par l’Union Européenne. Ce projet, d’une durée de 5 ans (2021-2025), vise à optimiser le fonctionnement des systèmes d’assainissement tout en préservant la qualité des milieux récepteurs.
Cette approche réside dans son contrôle dynamique prédictif, combinant optimisation hydraulique et qualitative. La modélisation permet d’évaluer en temps réel l’impact sur le milieu naturel, ouvrant la voie à une gestion plus intelligente et respectueuse de l’environnement.
Vers un assainissement 4.0
Ces innovations marquent un tournant dans la gestion des eaux usées. L’intelligence artificielle et les outils digitaux sont des leviers essentiels pour répondre aux défis environnementaux et économiques du secteur. La rapidité d’apprentissage des systèmes, leur fiabilité et les gains concrets observés laissent entrevoir un avenir prometteur pour un assainissement plus intelligent et durable. Toutefois, le défi majeur reste le financement de ces innovations à grande échelle. C’est cette synergie entre innovation technologique et collaboration de tous les acteurs du secteur (des opérateurs aux collectivités) qui permettra de construire un assainissement véritablement durable.