Raccordement des plaques d'égout et gestion des systèmes d'assainissement

Partout dans le monde, les populations urbaines augmentent rapidement, le changement climatique constitue une menace croissante et les systèmes mondiaux de gestion des eaux usées et des égouts vieillissent. Ces trois facteurs combinés exercent une pression énorme sur les infrastructures d'assainissement et de traitement des eaux usées, et si rien n'est fait pour atténuer la menace, de nombreuses municipalités sont confrontées à une bombe à retardement. Deux entreprises, CTHINGS.CO et NID ApS, ont uni leurs forces pour répondre à la menace croissante que représente une infrastructure inadéquate, en introduisant une solution d'une simplicité trompeuse - des plaques d'égout connectées - afin de surveiller ce qui se passe sous le niveau du sol.

Les villes et les municipalités essaient depuis longtemps de surveiller les canalisations d'égout, mais comme elles sont souterraines et que les points d'accès sont dotés d'énormes couvercles de trou d'homme, c'est un véritable défi. Très souvent, un appareil connecté a été placé dans les égouts et, au bout de deux semaines, quelqu'un a dû s'y rendre pour retirer manuellement la carte SIM, l'insérer dans le système et l'analyser. Il se peut qu'ils aient fait cela à quelques endroits pendant quelques semaines, puis qu'ils aient déplacé les appareils à un autre endroit. Ce type d'opération demande beaucoup de travail et n'offre pas d'informations en temps réel ni le type de données globales qui permettent d'optimiser réellement un système. Il n'est pas très efficace ni rationalisé, car il y a une grande différence entre collecter des échantillons de données et disposer de données en permanence et en temps réel - c'est la différence entre ramper et courir.

Imaginez maintenant qu'un trou d'homme soit connecté depuis huit ou dix mois. Vous avez recueilli des données et vous en avez maintenant suffisamment pour effectuer une véritable analyse. Vous pouvez associer ces données aux informations fournies par les services météorologiques et, très bientôt, la municipalité pourra recevoir une alerte quelques jours avant l'arrivée de la pluie. Vous disposez d'informations qui vous indiquent que la pluie arrive, que cette zone particulière va être touchée, ce qui signifie que vous risquez d'être confronté à des inondations ou à d'autres problèmes. Grâce à vos plaques d'égout connectées et aux données générées, vous pouvez désormais relever les défis avant qu'ils ne se produisent, par exemple en vidant les réserves de la station d'épuration en prévision d'un débordement. Les données historiques vous permettent d'élaborer des plans en prévision de ce qui va se produire, plutôt que de réagir sur le moment.

La société danoise NID ApS est le plus grand fournisseur de plaques d'égout composites en Scandinavie et sa mission est très simple : offrir les meilleures plaques d'égout qui soient. CTHINGS.CO apporte un savoir-faire technologique très sophistiqué et avancé, en concevant et en développant des solutions de pointe de bout en bout sur le site IoT . En combinant leurs forces particulières, les deux entreprises sont en mesure d'offrir une plaque d'égout moderne et connectée qui peut détecter ce qui se passe sous le niveau de la rue et transmettre ces informations aux autorités en temps réel.

"Aujourd'hui, les systèmes hydrauliques, les théories et les modèles sont utilisés pour comprendre ce qui se passe dans les réseaux d'égouts, mais ils laissent beaucoup d'inconnues", explique Niclas Rønne, PDG de NID ApS. "Les plaques d'égout connectées vous indiquent, de manière très simple et facile, quand l'eau monte, où elle monte et, éventuellement, comment elle monte. C'est une grande valeur en termes d'environnement, car lorsqu'il y a de fortes précipitations, il y a des débordements. À l'heure actuelle, nous acceptons le fait qu'il y aura effectivement des débordements parce qu'il serait trop important et trop coûteux de concevoir les systèmes différemment. Par conséquent, nous acceptons que lorsqu'il pleut, les eaux usées s'écoulent dans les champs, les lacs ou les rues de nos villes.

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Les municipalités ont réagi aux problèmes - cette solution de gestion de l'eau est un instrument qui leur permet d'être proactives.

"Il y a aussi la question de savoir ce qui se passe réellement là-bas. En fait, personne ne le sait. Imaginez que vous travaillez dans une municipalité et qu'il commence à pleuvoir. Tout ce que vous faites, c'est attendre jusqu'à ce que vous puissiez voir où se situent les problèmes. Vous pouvez peut-être faire une supposition éclairée, mais elle n'est pas étayée par des faits. La connexion des plaques d'égout permet d'obtenir des données exploitables et d'anticiper les problèmes à court terme, puis de planifier à plus long terme.

La solution

Traditionnellement, les plaques d'égout sont fabriquées en fonte et pèsent entre 50 et 60 kg. Ils sont très lourds et s'il faut les enlever pour accéder aux canalisations afin de les déboucher ou de résoudre d'autres problèmes - ce qui se produit généralement une vingtaine de fois par jour à différents endroits d'une ville -, cela représente une demi-tonne de levage à effectuer par les ouvriers.

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Notre point de départ était de fabriquer une plaque d'égout plus légère et plus facile à manipuler, qui fasse toujours son travail, mais qui ne rouille pas et qui ne jette pas le dos de quelqu'un. Plus important encore, nous devions utiliser un matériau qui permette à un appareil d'obtenir un signal afin de pouvoir connecter ces plaques d'égout.

Niclas Rønne Directeur général NID ApS

Une fois la nouvelle plaque d'égout légère développée avec succès, la NID avait besoin d'un partenaire capable d'attacher un dispositif connecté aux plaques d'égout afin qu'elles puissent envoyer un signal et collecter des données en temps réel. C'est là que l'expertise de CTHINGS.CO est entrée en jeu.

"Les couvercles composites modernes de NID sont résistants mais légers et ne bloquent pas le signal, ce qui permet d'installer un appareil connecté. Nous avons installé des appareils très sensibles dans les plaques d'égout qui fonctionnent avec un signal de 60 GHz", explique Arnold Wierzejski, fondateur de CTHINGS.CO. "L'appareil est équipé d'un capteur, d'un modem radio et decartes SIM Tele2 IoT . Il est capable de détecter en temps réel tous les éléments, du niveau d'eau ou de la densité de ce qui obstrue les canalisations à l'accumulation de vapeur et à l'éventualité que le couvercle se soit délogé. Si l'une de ces situations se produit, une alerte est immédiatement envoyée, ce qui permet au client de traiter le problème de manière proactive, plutôt que réactive, et d'économiser ainsi du temps, de l'argent et de la main-d'œuvre.

Les deux entreprises ont testé leur solution dans une banlieue de Copenhague où, en 2011, d'importantes inondations se sont produites à la suite de 150 mm de pluie tombés en deux heures. Bien que située au bord de l'eau, Copenhague possède des systèmes d'assainissement et de gestion des eaux usées vieillissants et mal entretenus. La ville sait qu'elle doit faire quelque chose, car le coût de l'inaction se situe entre 50 et 85 millions d'euros par an. Le projet pilote mené par NID et CTHINGS.CO a permis de contrôler plusieurs sites et de recueillir 2 500 mesures au cours de la phase d'essai.

"Normalement, les données sont envoyées une fois par jour", explique Arnold Wierzejski. Mais si les prévisions météorologiques annoncent de la pluie, le système s'adapte et réagit en temps réel en augmentant la fréquence des mesures et des rapports, de sorte que les inondations et autres complications puissent être évitées ou que les autorités puissent réagir aux conditions changeantes".

Essentiellement, les plaques d'égout connectées nous permettent de comprendre l'écoulement des eaux usées et de l'eau. Nous pouvons effectuer une surveillance à distance pendant environ dix ans, ce qui correspond à la durée de vie de l'appareil, et cela signifie que les gens n'ont pas besoin de se rendre dans chaque regard pour vérifier s'il y a des obstructions, mesurer l'eau, ou quoi que ce soit d'autre.

Arnold Wierzejski Fondateur CTHINGS.CO

La surveillance en temps réel signifie également que les municipalités peuvent utiliser la maintenance prédictive sur le trou et le système d'égouts, ce qui permet d'économiser de l'argent, d'être plus efficace et aussi plus durable. Enfin, la collecte de données à long terme permet de planifier l'avenir.

Une solution de bout en bout

Le NID-CTHINGS.CO est une solution de bout en bout. Le tableau de bord de CTHINGS.CO est entièrement opérationnel et peut être intégré dans tout autre système existant ou susceptible d'exister à l'avenir.

"Quoi que vous construisiez, quoi que vous développiez, vous aurez le même accès", explique Arnold Wierzejski. "Cela signifie que s'il existe un système existant que les clients ont l'habitude d'utiliser, nous pouvons exposer les données recueillies à ces systèmes. Et cela fonctionne aussi dans l'autre sens : nous pouvons extraire des données pour enrichir les analyses et obtenir des informations plus significatives. Ainsi, nous pouvons négocier les données si le client le souhaite, et nous disposons de toutes les meilleures pratiques et de toutes les normes attendues.

Les données génèrent des informations en temps réel ainsi que des rapports qui fournissent une analyse à plus long terme. Ces rapports périodiques peuvent être établis selon le calendrier qui convient à l'utilisateur, qu'il s'agisse d'un rapport hebdomadaire ou mensuel ou d'une autre itération. Ils les aident à comprendre que cette canalisation transporte le plus d'eau, que cette canalisation présente le plus de problèmes et qu'il faut soit nettoyer toutes celles qui l'entourent, soit en construire une nouvelle. Les rapports aident à hiérarchiser les flux de travail, à déterminer ce qui nécessite une attention urgente et à comprendre les effets domino au sein du système.

"Toutes les statistiques et tous les domaines de détection des défis sont rassemblés pour aider à définir les problèmes, car les défis sont différents selon les systèmes et les regards", explique Arnold Wierzejski. "Il est important de comprendre cela afin de relever les défis de manière efficace.

Lorsque les dispositifs sont installés et que les données sont recueillies et analysées, la personne responsable, par exemple l'urbaniste ou le directeur de la ville, peut procéder à une analyse des risques et comprendre le seuil de risque et le seuil de sécurité pour différents paramètres, ce qui lui permet de protéger sa communauté et d'utiliser les ressources de manière plus efficace.

Gestion de la connectivité et de l'itinérance

La gestion de leur connectivité et de leurs cartes SIM s'effectue à l'aide du centre de contrôle Cisco IoT (2CONTROL), qui offre des fonctions de base telles que la liste des cartes SIM avec leur état, leur utilisation, etc.

"Parmi les fonctions qui nous sont les plus utiles, citons les statistiques individuelles et les données de session pour chaque carte SIM, ce qui nous permet d'optimiser les schémas de transmission et de résoudre les problèmes de connectivité", explique Arnold Wierzejski. "Les fonctions d'ingénierie, telles que Spotlight ou Diagnose, nous aident à trouver la cause première des problèmes de connectivité. De plus, nous apprécions d'avoir les statuts des cartes SIM et la possibilité de changer ou de suspendre les cartes SIM qui n'ont pas été utilisées pendant un certain temps. Cela nous aide vraiment à clarifier la situation des cartes SIM d'un point de vue économique et technique".

L'itinérance joue également un rôle important dans l'expansion des produits de l'entreprise en Europe, et le fait d'avoir accès aux accords d'itinérance de Tele2 IoTpermet d'éviter bien des tracas.

"S'engager avec les opérateurs de réseaux mobiles (ORM) locaux est à la fois long et coûteux", déclare Arnold Wierzejski. "Le fait d'avoir un fournisseur de connectivité qui a déjà fait ses preuves et qui dispose d'une liste de partenaires d'itinérance étendue et gérée de manière professionnelle nous permet d'étendre nos activités à de nouveaux pays dans des délais très courts, ce qui signifie que notre Time2Market est très compétitif.

"Nous avons bénéficié d'une excellente coopération avec notre point de contact chez Tele2 IoT. L'offre était simple et claire, ce qui nous permet de calculer facilement chaque cas commercial que nous avons. De plus, nous trouvons les lettres d'informationencourageantes, en particulier les articles sur les partenaires d'itinérance et leur situation, car elles nous confortent dans nos décisions technologiques tout en nous tenant informés de la situation actuelle dans d'autres pays."

Défis

NID et CTHINGS.CO ont beaucoup appris au cours de la phase pilote de leurs plaques d'égout connectées. Comme l'a dit Arnold Wierzejski, les appareils fonctionnent mieux si vous les envoyez en orbite que si vous les mettez dans un égout, car il s'agit d'un environnement vraiment difficile où tout ce qui se trouve dans l'égout mange l'électronique.

"Nous avons donc dû apporter des améliorations et créer du matériel avec des matériaux capables de résister à cet environnement difficile", explique Arnold Wierzejski. "Le résultat est un appareil mis à jour et un code source amélioré qui permet maintenant de faire le travail.

IoT & connectivité

La solution NID-CTHINGS.CO est la première de ce type en Europe et utilise des cartes SIM Tele2. LTE-M est la technologie choisie parce qu'elle est spécialement conçue pour les endroits isolés qui ont besoin d'une autonomie de batterie à long terme et d'une faible consommation d'énergie.

"Certaines municipalités ont une histoire d'amour avec Lora ou d'autres technologies qui n'offrent pas les capacités de LTE-M", déclare Arnold Wierzejski. "Je pense que cette idylle sera de courte durée lorsqu'elles se rendront compte qu'il n'y a pas de possibilité de relation à long terme.

"Il existe de nombreuses villes dans le monde dont les systèmes d'égouts vieillissants sont difficiles d'accès et qui ont un besoin urgent de meilleures méthodes d'entretien. Sans la connectivité de Tele2 IoTet les données en temps réel qu'elle nous permet de collecter, elles ne font que préparer des spaghettis. Les lignes ressemblent à des spaghettis et les villes essaient simplement de mettre à jour et d'améliorer le système en ajoutant de nouvelles lignes, ce qui ne résout pas vraiment le problème. Notre solution change cela, en leur permettant de surveiller plusieurs sites et de traiter les problèmes plus tôt, avant qu'ils ne deviennent insurmontables.

Un portefeuille en expansion

Parallèlement à l'installation de plaques d'égout connectées, NID et CTHINGS.CO ont développé une nouvelle solution pour l'opérateur de services publics Va Syd dans le sud de la Suède, qui implique la surveillance à distance des bouches d'incendie.

Nous appelons ce projet "Smart Hydrant Cap" et il nous permet de mesurer l'utilisation et de contrôler la sécurité", explique Arnold Wierzejski. "Les bouches d'incendie sont des infrastructures essentielles et il est crucial qu'elles soient surveillées afin d'éviter toute altération, comme dans le cas d'une attaque terroriste. La solution que nous avons mise au point est brevetée et fonctionne avec n'importe quel type de borne d'incendie.

L'extension de leur portefeuille comprendra la surveillance intelligente du niveau des nappes phréatiques et leur solution de radar industriel intelligent a de nombreux autres cas d'utilisation, y compris les fosses septiques, les rivières, les bords de mer, les lacs et les réservoirs artificiels et naturels.

"L'intérêt pour notre solution ne cesse de croître. Nous avons également reçu des demandes pour savoir si nos solutions pouvaient être utilisées pour surveiller les céréales dans les silos, le pétrole dans les réservoirs - les cas d'utilisation sont étonnants", déclare Arnold Wierzejski. "Il existe d'autres solutions sur le marché, mais elles n'ont pas ce que nous avons. La portée maximale de nos concurrents est de 2 à 3 mètres, alors que la nôtre peut atteindre 10 mètres. Le cycle de vie de leurs appareils est d'un an à 16 mois, alors que le nôtre est de six ans."

Les solutions CTHINGS.CO et NID sont très demandées et l'entreprise se prépare à passer à l'échelle suivante, car elle s'est efforcée de développer une portée, des performances et des opérations supérieures, tout en étant moins exigeante en termes d'entretien et plus facile à utiliser à distance. Actuellement, CTHINGS.CO compte des clients dans toute l'Europe continentale, avec environ 1 300 dispositifs déployés sur le terrain. L'entreprise s'attend à ce que ce nombre augmente de façon exponentielle au cours des prochains mois grâce à de nouveaux partenariats.

La feuille de route de CTHINGS.CO comprend plusieurs nouvelles fonctionnalités qui offriront aux clients une plus grande visibilité et un meilleur contrôle de leurs systèmes de gestion de l'eau. L'une des fonctions les plus innovantes est l'augmentation des mesures en cas d'avertissement ou d'état critique du dispositif. Cette fonction augmente automatiquement les intervalles de mesure lorsque le dispositif entre dans un état d'alerte ou critique, fournissant ainsi de meilleures informations et permettant aux utilisateurs de prendre des mesures rapides et efficaces.

"Nous sommes également ravis de présenter notre solution Smart ALARM, qui est parfaite pour le marché B2C, en particulier pour les réservoirs de rétention privés", déclare Arnold Wierzejski. "Grâce à cette solution, les propriétaires peuvent surveiller le niveau de liquide dans leur réservoir et recevoir des alertes lorsqu'il atteint un point critique. Cette fonctionnalité permet d'éviter des dégâts des eaux coûteux et de garantir aux propriétaires un approvisionnement en eau régulier."

Une autre fonction essentielle en cours de développement est celle des structures de débordement, qui permettra de suivre les performances des stations de pompage et la quantité de liquide qui y est pompée. Cette fonction aidera les opérateurs à optimiser les performances des stations de pompage et à prévenir les situations de débordement, qui peuvent être coûteuses et dangereuses. Une fonction de surveillance des bouches d'incendie est également en cours de développement. Elle utilise des capteurs pour surveiller le débit et la pression de l'eau dans les bouches d'incendie.

"En quête deun regardant vers l'avenir, nous étudions la possibilité d'intégrer les prévisions météorologiques dans notre logiciel. En connectant les données des prévisions météorologiques à notre solution de gestion de l'eau, nous pouvons obtenir une perspective plus large sur la façon dont les schémas météorologiques influencent la gestion de l'eau. Cette fonctionnalité permettra à nos utilisateurs de prendre des décisions plus éclairées sur l'utilisation et la gestion de l'eau, en veillant à ce qu'ils soient toujours prêts à faire face aux changements liés à la météo.

En fin de compte, ces nouvelles fonctionnalités offriront aux utilisateurs une expérience de gestion de l'eau plus agréable et plus efficace. Grâce à une meilleure visibilité et à un meilleur contrôle, les utilisateurs peuvent optimiser les performances, prévenir les dommages coûteux et garantir un approvisionnement en eau sûr et fiable. L'objectif de CTHINGS.CO est de CTHINGS.CO a pour objectif de continuer à améliorer et à étendre ses capacités afin de rendre la gestion de l'eau plus facile et plus efficace pour tout le monde.

Si vous souhaitez en savoir plus sur la façon dont IoT peut aider votre entreprise, n'hésitez pas à nous contacter.

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