L'utilisation du GPS en Eau Potable (AEP)

L'utilisation du GPS en Eau Potable (AEP)

1 Pourquoi le GPS
1.1 Historique
1.2 Sécurité d'approvisionnement
1.3 Le problème des Branchements de pâtures
1.4 Le problème des PI
2 Le GPS
3 Le logiciel                              
4 Aujourd'hui
5 L'aide aux plans d'adduction
6 Conclusions
7 ANNEXES

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Préambule

Cet article fait partie des innovations que j'ai pu mettre en place. Cette idée ne fait pas partie de faits exceptionnels, car tout un chacun a pu les développer. Je sais seulement que nous ne sommes pas nombreux à l'époque environ 2000 à 2005 à avoir utilisé cet outil.

C'est la raison pour laquelle je vais exposer les utilisations qui en ont été faites, mais aussi et surtout les raisons qui ont conduit à cette utilisation.

Aujourd'hui, la technique a encore évolué, mais les principes de base restent.

1 Pourquoi le GPS

1.1 Historique

Dans une structure eau potable, la continuité du service est un élément vital. Pour l'utilisateur qui n'a pas conscience des difficultés que nécessite la présence constante de l'eau au robinet ou sous la douche, cela peut paraître un peu surfait. Il n'en est rien ! Pouvoir se repérer en pleine nuit, comme être certain d'une localisation est une nécessité.

1.2 Sécurité d'approvisionnement

La surveillance de non rupture de conduites figure en bonne place. Les alarmes de débits importants ou de niveaux anormalement bas des réservoirs déclenchent toujours des recherches.
Différents seuils de débits sont ainsi plus ou moins considérés comme des ruptures potentielles de canalisations.
Cela représente un réel danger de non approvisionnement si le problème n'est pas rapidement isolé. Danger d'autant plus critique pour une conduite de grande section et/ou de refoulement / distribution.

Aussi j'ai été très vite inquiet de cette situation, et particulièrement LA NUIT. (La neige est plus souvent un avantage qu'un inconvénient)

Dans les agglomérations, il y a encore un peu d'éclairage public, mais en pleine campagne, mis à part la lune…et les lampes de poche, Rien ! Les repérages de nuit sont toujours difficiles, car on ne peut retrouver les endroits de passages de canalisations ou les ouvrages (regards) de façon simple.

Alors que faire pour intervenir rapidement de nuit sur une rupture de canalisation importante ? Telle était la question.

A l'époque j'avais invité les distributeurs des premiers GPS à une démonstration locale. Les résultats étaient absolument parfaits avec un ré-emetteur VHF placé au sommet d'un des réservoirs. La précision donnée était du centimètre en X/Y et 2 cm en Z.
Le coût de l'ordre de 250 KF (en Francs à l'époque) n'était cependant pas justifié, même pour la sécurité, alors qu'il y avait tant à faire en longueurs d'adducteurs à remplacer.

Puis la technologie a évolué et les GPS miniatures ont fait leur apparition. (Pas les GPS de type véhicule). Ces GPS étaient alors utilisés pour la randonnée et les agriculteurs (calcul automatique des surfaces cultivées et suivi des rendements)

La précision de ces petits appareils bon marché (moins de 1500 Francs) était tout à fait honorable puisqu'au mieux c'était de l'ordre de 3 à 4 mètres et pratiquement toujours moins de 10 mètres.
La meilleure précision est obtenue lorsqu'il y un nombre de satellites important. L'achat sans grands risques a donc été décidé pour en vérifier la faisabilité.

Les éléments étudiés ont permis de vérifier la précision et la répétitivité des localisations. Cela était donc tout à fait acceptable, et les liens avec l'informatique étaient simples.

En effet lorsque l'on recherche en pleine nuit un ouvrage AEP, le fait d'être déjà à moins de 10 mètres du point est très souvent suffisant, car en cas d'incident grave, il y a très souvent un minimum de bruit !
La décision a donc été prise de localiser touts les points spécifiques d'une importante canalisation de DN400. Les ventouses et les vidanges ont donc été positionnées et relevées avec succès, et des plans constitués.

1.3 Le problème des Branchements de pâtures

Ces branchements spécifiques au monde agricole n'existent pas dans tous les Syndicats ou Communes, mais représentent de réels problèmes de relevés des compteurs souvent à cause de l'absence de repères. (L'auge ou la crèche ne sont pas obligatoirement à côté du regard. Le regard étant généralement sur la conduite principale !)

Le premier problème de la dangerosité du relevé n'est pas spécifiquement résolu par le GPS, mais il y a contribué par la précision de la tournée, et la possibilité de retrouver un agent (éventuellement accidenté), car à cet instant il est souvent à pied et ne dispose pas de la radio VHF. Trop souvent, les téléphones portables en campagne ne fonctionnent pas !

Le point le plus important est sans nul doute, le turn-over du personnel de relevé des compteurs, car malheureusement si les anciens ont accepté de faire cela toute une vie, les jeunes ne l'acceptent plus ainsi. Il a donc bien fallu innover lors des départs à la retraite des anciens…La première méthode a bien entendu été la tournée conjointe avec le "nouveau"…Mais les "nouveaux" ne le restent pas très longtemps et ont vite envie d'autre chose, même si l'opération "pâtures" ne dure qu'environ 30 jours par an.

Seule méthode possible, arrêter les pertes de temps à former sans arrêt les personnes et préparer un itinéraire avec le GPS. Cela permettrait aux autres personnels de s'auto-former en partageant ainsi entre tous, les tâches rébarbatives. Une certaine justice sociale est ainsi permise et facilite cette opération annuelle.

On comprend ainsi que la personne peut être lâchée en pleine nature simplement avec son GPS, et qu'elle va pouvoir aller directement de regard en regard. Si dans la théorie c'est absolument possible, dans la pratique cela ne fonctionne pas ainsi.
Cela est impossible, car sur 600 KM d'adducteurs, il n'est pas possible de faire les trajets à pied. Il est donc nécessaire d'établir un classeur contenant sur une carte IGN les différents points de regards de compteurs. L'agent prend donc le véhicule pour se rendre au plus proche point "carrossable" du point de relevé. A cet instant l'agent quitte son véhicule et le GPS prend le relais pour l'amener au point précis, qui est loin d'être toujours facilement repérable. Au pire, il lui reste un carré de 10 mètres sur 10 à explorer, ce qui est absolument simple.
(On peut déjà remarquer aujourd'hui qu'un GPS "véhicule" pourrait supprimer tout document papier.)

1.4 Le problème des PI

Les Poteaux d'Incendie (PI) font également partie de la nécessité de description des localisations. En effet lorsque dans les documents spécifiques on peut lire : "En face du N°30 de la rue de la source", cela est encore acceptable, mais lorsque cela se traduit "Près de chez Machin 'sous la Craye' ", je doute qu'une personne ne connaissant pas le secteur puisse s'y retrouver et le qualificatif inacceptable est de mise.

Alors là aussi le petit GPS a eu une grande utilité, puisqu'il a permis de positionner sur une carte IGN les différents poteaux aussi bien en campagne qu'en agglomération. Qui plus est, les SDIS ont reçu les localisations GPS avec intérêt, puisque eux aussi vont dans cette voie de la technique.

Il y a cependant un problème recensé dû à la précision dans ce type d'application. En effet en défense incendie, le côté de la route par rapport à l'incendie a une extrême importance du fait de la traversée éventuelle de route des tuyaux.
(Risque de rupture des pompes par coup de bélier dû au passage de véhicules)

Suivant les situations, il a parfois été nécessaire de repositionner manuellement un PI du bon côté d'un chemin ou d'une petite route.

Les pompiers et les maires de communes ont donc pu avoir des plans et pour les premiers, les coordonnées de chaque PI pour une cinquantaine de Communes, soit environ 45O PI.

2 Le GPS

Il n'y a pas de mystère de marque puisqu'il n'y en avait pas beaucoup à l'époque. Tous les GPS étaient de marque GARMIN, sauf le MAGELLAN (en coordonnées LAMBERT 2).
Le modèle retenu était très simple c'était l'ETREX de base (couleur jaune).
Je viens d'aller voir le site qui existe maintenant et ce modèle est toujours disponible, mais d'autres modèles récents comportent également la cartographie. Les choses vont très vite…

Les localisations ont été acceptées dans les systèmes UTM WGS84. Cependant pour faire le lien avec la DAO les coordonnées LAMBERT 2 étaient nécessaires. Il a été admis que les points remarquables, au fait assez peu nombreux seraient convertis à l'aide des logiciels existants, et cela n'a pas posé de réel problème.

L'ETREX dispose de 500 Waypoints, ce qui est suffisant pour nos applications, il avait aussi, bien entendu une connectique de type série RS232 pour pouvoir dialoguer avec un PC. Il peut ainsi être chargé avec des points ou au contraire, il est possible de les récupérer !

(Il est fort probable que les modèles actuels disposent d'une liaison rapide de type USB, car beaucoup de PC actuels ne disposent même plus en natif d'un port série RS232). Les fichiers sont de très petite taille et il n'y a pas de réel problème de rapidité dans les transferts.

On remarque que pour l'instant, on dispose de coordonnées que l'on peut lire ou écrire, que l'on peut se diriger sur ces points, mais que l'on ne sait pas finalement dans quelle zone on se trouve en regardant simplement une carte. Cette lacune est comblée par les nouveaux appareils qui possèdent la cartographie, mais aussi par un logiciel qui est l'objet du paragraphe suivant !

L'autonomie avec 2 petites piles standard de 1.5V était excellente de l'ordre d'une vingtaine d'heures, et donc toujours suffisante en opération de terrain. (Appareil N&B ce qui n'est peut-être pas le cas des appareils couleur ? )
L'aspect standardisation des piles, à l'exclusions des packs batterie spécifique est réellement très bien. (Il faut condamner tous les milliers de packs batteries différents, uniquement là pour des questions bassement commerciales, cas des protables et des appareils photos par exemple)

3 Le logiciel

Quel est le problème de "logiciel" ? Habituellement nous nous repérons PAR RAPPORT à quelque chose et très rarement en coordonnées X/Y. Le GPS quant à lui, ne sait pas faire autrement que par coordonnées. Il est alors possible de mettre NOS repères (carte) en transparence des points GPS, et avec la bonne orientation (E/O et N/S), au niveau de l'ordinateur (PC).

La mise en transparence de cartes peut se faire maintenant par l'appareil GPS lui-même, mais aussi par logiciel, ce qui était le cas à cette époque pourtant pas si lointaine.

BAYO distribuait le logiciel  correspondant ainsi que les fonds de plans de l'IGN. Ce logiciel fonctionnait sur PC et permettait de positionner les différents points sur une carte dont la qualité topographique était issue de l'IGN et donc tout à fait correcte.
Nous avions besoin en cela de 3 "dalles" qui permettaient la couverture complète du Syndicat.

Il est ainsi possible de placer les Waypoints obtenus du GPS, tout aussi bien que placer des points sur la carte et de les charger dans le GPS en tant que Waypoints.

Ce logiciel permettait également de lier les points pour créer des ROUTES. Cette partie a été mise à profit pour le relevé des branchements de pâtures afin de créer un itinéraire.

Ce logiciel s'appelait CARTONAV, et il a dû évoluer je pense, car je ne l'ai pas retrouvé en temps que tel sur Internet. Il semblerait qu'il s'appelle maintenant Carto Explorer avec différentes versions dont la 3D.

Une remarque est à faire concernant la 3D. Celle-ci pourrait présenter un intérêt notamment pour les ouvrages AEP de type Vidange/Ventouse. Cependant les pentes étant en général assez faibles, la précision sera vraisemblablement toujours insuffisante.

Ce logiciel va permettre de tirer des plans couleur en général au 1/25000 avec les Waypoints. Il va aussi permettre de définir des routes qui s'appuient sur des ces points.

C'est ainsi que les plans pour les ouvrages AEP, les PI et les Branchements de Pâtures ont été établis. La méthode devrait avoir certainement évolué, mais le principe en reste parfaitement d'actualité.

4 Aujourd'hui

Je n'ai plus les éléments techniques à disposition, aussi je ne peux être plus précis, mais le principe seulement est à retenir.
L'étape suivante préparée juste avant mon départ était sur la base du parcours établi des branchements de pâtures, de réaliser le relevé radio des compteurs. Il est évident que cette opération vient détruire partiellement la partie GPS "manuel" pour arriver au regard de comptage.
Il reste cependant tout ce qui est de la localisation pour intervention, et dans ce cas l'utilité reste présente.
Je précise "partiellement", car les situations ne sont pas toujours aussi binaires et j'avais créé la borne champignon en béton dans cet esprit. (voir article borne béton)

5 L'aide aux plans d'adduction

Tout entrepreneur de TP remet à son donneur d'ordre ou au BE qui assure pour lui la maîtrise d'œuvre des plans d'exécution, avec maintenant un lot de plans papier et soit par Internet ou CD, les plans informatisés.
En ville et à proximité de repères fixes, les cotations singulières de coudes, de longueurs particulières, de vannes, ventouses ou vidanges, ouvrages en général, peut se faire par triangulation mais aussi faire l'objet de coordonnées lorsqu'il n'y a pas de repères suffisament fixes.
Cette particularité a été pressentie très tôt lors des conduites hors agglomération, car les repères de type "arbre en boule" ou piquet de pâture ne sont pas des éléments stables dans le temps.
Le GPS permet donc la stabilité dans le temps d'un repérage. Cette méthode a été réalisée pour des ouvrages en pleine "brousse", et elle s'avère utile. Les coordonnées avaient alors été replacées en arguments de blocs dans Autocad.
Ces formes de repérages en coordonnées vont se généraliser très certainement.

Rien n'empêche à ce jour de demander un repérage précis aux entreprises avec remise des informations sous forme informatique.
Même si l'exploitation reste délicate avec la précision souhaitée, il n'en sera pas de même demain.
De plus les formats d'échange de type CSV sont tout à fait possibles et sont de véritables passerelles pour des systèmes informatiques différents

6 Conclusions

Les "petits" GPS de type randonnée sont réellement des appareils qui, s'ils n'ont pas la précision réellement nécessaire (20 cm à 1 mètre), sont cependant des auxiliaires précieux et à des prix tout à fait abordables. Je suppose que les progrès aidant, la précision d'il y a 5 à 8 ans a dû augmenter et déjà à l'époque la répétitivité était de l'ordre du mètre.
Renseignements pris, il semble que ce soit réel puisque le nombre de satellites d'acquisition a dû passer à 12, et donc un surcroît de précision en est certainement la conséquence.
Ceci ne veut pas dire que les coordonnées étaient exactes au mètre, mais seulement que l'on pouvait retrouver un même point à un mètre près.

7 ANNEXES

Exemple de Structure d'un fichier de WAYPOINT en format WPT (MODELWPT.WPT)

H  SOFTWARE NAME & VERSION
I  PCX5 2.09

H  R DATUM                IDX DA             DF             DX             DY             DZ
M  G WGS 84               121 +0.000000e+000 +0.000000e+000 +0.000000e+000 +0.000000e+000 +0.000000e+000

H  COORDINATE SYSTEM
U  LAT LON DEG
H  IDNT   LATITUDE    LONGITUDE    DATE      TIME     ALT   DESCRIPTION                         PROXIMITY     SYMBOL ;waypts
W  004    N47.2633517 E005.7494863 11-NOV-03 11:47:52 00221 DOMESTIQUE            
           0.00000e+000  00178
W  007    N47.2639482 E005.7460492 11-NOV-03 11:47:52 00217 DOMESTIQUE                               0.00000e+000  00178
W  010    N47.2641793 E005.7505793 11-NOV-03 11:47:52 00217 DOMESTIQUE                            0.00000e+000  00178
W  L0546X N47.2476394 E005.8172459 11-NOV-03 11:47:52 00234 LUN 0041 BEGEOT EARL                  0.00000e+000  00178
W  L0563X N47.2502579 E005.8218111 11-NOV-03 11:47:52 00224 LUN 0042 MAIRIE CIMETIERE             0.00000e+000  00178
W  L0547X N47.2458686 E005.8213798 11-NOV-03 11:47:52 00228 LUN 0043 ROT EARL                  0.00000e+000  00178
W  L0561X N47.2460802 E005.8116660 11-NOV-03 11:47:52 00250 LUN 0044 ROUOT LOUIS                 0.00000e+000  00178
W  L0554X N47.2457328 E005.8101667 11-NOV-03 11:47:52 00239 LUN 0045 MURY ANDRÉ                 0.00000e+000  00178
W  L0551X N47.2449657 E005.8083359 11-NOV-03 11:47:52 00241 LUN 0046 PANSION DENIS                 0.00000e+000  00178
et ainsi de suite ......

Avec  W le type d'élément (WAY point)
L première lettre de la commune
0551 un numéro correspondant au N° de way point
X un code spécifique
les coordonnées, date et heure, altitude et des descriptions Code de Commune, Numéro de Branchement et nom et prénom abonné.

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Exemple de Structure d'un fichier de type ROUTE en format CSV (ROUTMODEL.CSV)

R;ROUTPAT5;1
W;C0243X;LYO 2000 MORLET BERNARD BATANG;47.212877400000011;5.827603099999980;283;5.493937116000000;47.124635864000005;0;C8;WGS84;0;1;24;255;1;3;0;Arial,8,0,0,0,0;0;65535;8;1;1
W;C0240X;LYO 2010 GROOSE ALAIN BATANG;47.213347499999976;5.826663699999993;275;5.493598932000000;47.124805099999996;0;C8;WGS84;0;1;24;255;1;3;3;Arial,8,0,0,0,0;0;65535;8;1;1
W;C0242X;LYO 2020 JOUFY DANIEL;47.230572008541294;5.820098002439715;252;5.491235280878303;47.135005923074864;0;C8;WGS84;0;1;24;255;1;3;2;Arial,8,0,0,0,0;0;65535;8;1;1
W;C0236X;LYO 2030 MAIRIE;47.230695399999988;5.820397299999991;253;5.491343028000000;47.135050344000000;0;C8;WGS84;0;1;24;255;1;3;3;Arial,8,0,0,0,0;0;65535;8;1;1
W;C0241X;LYO 2040 JOUFY DANIEL;47.230643033113516;5.822217711493450;244;5.491998376137635;47.135031491920863;0;C8;WGS84;0;1;24;255;1;3;0;Arial,8,0,0,0,0;0;65535;8;1;1
et ainsi de suite..........

On retrouve le même codage des waypoints  C0241X
Le code de commune sur 3 lettres, nom et prénom abonné
Les coordonnées et quelques informations system.

(Nota : Pour raison de discrétion, les noms de communes et noms propres ont été modifiés et ne sont donc pas authentiques)

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_______ ( retour accueil bricolsec ) _______